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综述:炎症中的代谢重编程与T细胞分化:现有证据与未来展望
《Cell Death Discovery》:Metabolic reprogram and T cell differentiation in inflammation: current evidence and future perspectives
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年03月30日 来源:Cell Death Discovery 6.1
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这篇综述系统阐述了T细胞代谢重编程(mTOR/HIF-1α/AMPK通路)与分化在炎症中的核心作用,揭示了糖酵解(Glycolysis)、氧化磷酸化(OXPHOS)和脂肪酸氧化(FAO)等代谢途径如何调控Th17/Treg平衡,为自身免疫病(IBD/EAE)、慢性炎症和癌症免疫治疗提供了靶向干预新策略。
T细胞在炎症反应中展现出惊人的代谢可塑性。静息状态的T细胞主要依赖线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)供能,而激活后迅速转向糖酵解(Warburg效应)以满足增殖需求。关键代谢检查点mTORC1通过上调葡萄糖转运体GLUT1和糖酵解酶HK2驱动效应T细胞(Teff)分化,而AMPK-PGC-1α轴则促进调节性T细胞(Treg)的线粒体生物发生。缺氧诱导因子HIF-1α在Th17分化中发挥双重作用:不仅直接结合转录因子RORγt增强其活性,还通过抑制Foxp3表达打破Treg/Th17平衡。
细胞因子网络是代谢重编程的核心驱动力。IL-6和TGF-β通过PI3K-Akt-mTORC1轴促进糖酵解,推动Th17极化;而IL-10和TGF-β则增强Treg的脂肪酸氧化(FAO)能力。肠道菌群代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)和激活GPCRs,诱导Foxp3+ Treg扩增。在肿瘤微环境(TME)中,NETs通过上调CD4+ T细胞的OXPHOS促进免疫抑制性Treg分化,加速肿瘤转移。
靶向糖酵解的药物2-脱氧葡萄糖(2-DG)可抑制EAE模型中的Th17反应,而PDHK1抑制剂NG52通过累积ROS治疗心肌炎。OXPHOS调节剂如线粒体ClpP激动剂NCA029能改善IBD的Th17/Treg失衡。联合代谢干预展现协同效应:2-DG联合二甲双胍同时阻断糖酵解和OXPHOS,在多发性硬化模型中显著减轻炎症。CAR-T细胞过表达GLUT1可增强葡萄糖摄取,提升实体瘤杀伤效能,而IL-10工程化能通过增强OXPHOS延缓T细胞耗竭。
记忆T细胞(Tmem)的代谢维持机制仍是未解之谜,特别是糖原-PCK1轴如何影响CD8+ Tm的持久性。组织机械应力通过YAP-LARS2通路调控Treg线粒体功能,提示力学-代谢偶联可作为新型干预靶点。单细胞代谢组学将揭示Teff亚群异质性,而CRISPR-Cas13d平台为多重代谢调控提供工具。解决TME中营养竞争(如精氨酸耗竭)和表观遗传重编程(G9a介导的H3Kme2修饰)将是下一代免疫治疗的关键。
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