Cell：肿瘤从免疫细胞处夺食

　　

生物通报道  来自华盛顿大学医学院的研究人员在新研究中证实，癌细胞对糖的嗜好有可能给免疫细胞功能造成了严重的影响。科学家们发现当他们从重要的免疫细胞——T细胞处夺去糖时，细胞不再生成对抗肿瘤和某些类型感染的重要炎症化合物：γ-干扰素。这些研究结果发表在6月6日的《细胞》（Cell）杂志上。

病理学和免疫学助理教授Erika Pearce博士说：“T细胞可以进入到肿瘤中，然而不幸的是，它们往往无法有效地杀死癌细胞。缺乏生成γ-干扰素的能力有可能是导致它们不能杀死肿瘤的一个原因。通过更多地了解糖代谢影响干扰素生成的机制，我们或有可能开发出通过增强T细胞功能来对抗肿瘤的新疗法。

根据Pearce所说，抑制γ-干扰素生成还可能有助于科学家们治疗自身免疫性疾病，这类疾病通常是由于T细胞引起过多炎症所致。

Pearce的见解源自于她对T细胞的代谢研究。像大多数的细胞一样，T细胞要么利用称之为氧化磷酸化的高效过程，要么利用称为有氧糖酵解的低效信号通路来生成能量。通常细胞是借助于氧化磷酸化来生成大部分的能量，在这种情况下它们需要氧。如果氧不足，大多数的细胞会切换到有氧糖酵解。低糖水平可以迫使细胞采用氧化磷酸化来生成能量。

然而，科学家们并不清楚为何许多的细胞（包括T细胞）在需要快速增殖之时，都会切换到有氧糖酵解。当T细胞开始对入侵者或肿瘤做出反应时它们会快速地增殖，科学家们认为它们切换到有氧糖酵解是这一增殖过程至关重要。

在这项新研究中，论文的第一作者、Pearce实验室博士后研究员Chih-Hao Chang建立了一个系统，这使得他能够控制试管中T细胞可获得的资源。通过切换控制细胞所能获得的糖，他能够迫使其采用氧化磷酸化或有氧糖酵解。

Chih-Hao Chang说：“传统观点认为，增殖T细胞需要利用糖酵解。我们发现事实并非如此：它们也利用了氧化磷酸化来支持细胞增殖。”

在增殖启动后，T细胞可以利用任何一种能量生成过程来维持自身。但当科学家们迫使T细胞从有氧糖酵解切换到氧化磷酸化时，出现了一个问题。

Pearce 说：“当糖酵解关闭时，参与糖酵解的一些蛋白并没有消失——它们是相当稳定的蛋白，因此它们能够留在细胞中参与其他的过程。由于其中的一种蛋白GAPDH能够抑制γ-干扰素生成，这可能导致T细胞出现问题。”

当科学家们将T细胞和癌细胞共同放到一个培养皿中，由于癌细胞会消耗大量的糖，这导致了T细胞生成炎性化合物的能力受损。而当研究人员直接将糖给予T细胞时，炎性化合物的生成量翻了一番。

Pearce 说：“它就像一个on-off开关，我们所需要做的就是按动它，改变糖的供应。T细胞往往可以去到任何的地方：肿瘤、炎症、感染，但有时候它们却什么也不能做。如果我们能够确定这一开关与身体内的这些故障有关，我们或许就能够找到一种方法来恢复T细胞的战斗力。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Posttranscriptional Control of T Cell Effector Function by Aerobic Glycolysis

A switch from oxidative phosphorylation (OXPHOS) to aerobic glycolysis is a hallmark of T cell activation and is thought to be required to meet the metabolic demands of proliferation. However, why proliferating cells adopt this less efficient metabolism, especially in an oxygen-replete environment, remains incompletely understood. We show here that aerobic glycolysis is specifically required for effector function in T cells but that this pathway is not necessary for proliferation or survival. When activated T cells are provided with costimulation and growth factors but are blocked from engaging glycolysis, their ability to produce IFN- is markedly compromised. This defect is translational and is regulated by the binding of the glycolysis enzyme GAPDH to AU-rich elements within the 3 UTR of IFN- mRNA. GAPDH, by engaging/disengaging glycolysis and through fluctuations in its expression, controls effector cytokine production. Thus, aerobic glycolysis is a metabolically regulated signaling mechanism needed to control cellular function.