《Nature Immunology》抗原和细胞因子对自噬的调控：塑造 CD8 T 细胞命运的关键机制

为解决 CD8 T 细胞中自噬的调控及相关蛋白降解和供能问题，英国邓迪大学的研究人员开展了关于自噬对 CD8 T 细胞影响的研究，发现抗原和细胞因子可调控自噬，影响 T 细胞分化，这有助于理解 T 细胞免疫反应机制。

　　

在人体的免疫系统中，T 细胞就像一支训练有素的军队，时刻保卫着身体的健康。其中，CD8 T 细胞更是扮演着至关重要的角色，它能识别并清除被病原体感染的细胞以及肿瘤细胞。自噬，作为细胞内一种重要的自我降解过程，在 CD8 T 细胞的发育、功能维持和命运决定中起着不可或缺的作用。然而，一直以来，自噬在 CD8 T 细胞中的调控机制却如同迷雾一般，许多关键问题亟待解答，比如自噬的启动时机、触发因素以及作用靶点等。这些未知不仅限制了我们对 CD8 T 细胞免疫反应的深入理解，也为相关疾病的治疗带来了阻碍。为了揭开这些谜团，英国邓迪大学（University of Dundee）的 Linda V. Sinclair、Tom Youdale 等研究人员展开了一项深入的研究。研究人员采用了多种先进的实验技术。在细胞和动物模型方面，使用了 OT-1 TCR 转基因小鼠、AMPK_α1^fl/fl和 CD4CreAMPK_α1^fl/fl小鼠、C57BL/6 野生型小鼠等多种小鼠模型 ，以及 MC38 结肠癌细胞系等细胞模型。通过这些模型构建不同的实验场景，模拟体内真实情况。在检测技术上，运用了流式细胞术（Flow cytometry），可以对细胞表面和内部的各种分子进行定量分析，比如检测细胞表面标志物、细胞内蛋白磷酸化水平等；还利用了质谱（Mass spectrometry）技术，能够对细胞内的蛋白质进行全面、精确的定量分析，从而深入了解蛋白质的表达变化。同时，研究中还涉及多种细胞培养和处理技术，如 T 细胞的激活、分化诱导，以及对细胞进行营养剥夺处理等。研究结果表明：

• 免疫激活对自噬通量的影响：研究发现，初始 CD8 T 细胞具有较高的自噬通量，而免疫激活会迅速抑制自噬通量。通过对表达 mCherry–GFP–LC3b 报告基因的初始 CD8 T 细胞进行体外激活实验，观察到激活后细胞的 GFP 荧光淬灭模式发生改变，表明自噬通量降低。在体内实验中，用单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）感染 mCherry–GFP–LC3b 报告基因小鼠，也发现感染后 CD8 T 细胞的自噬通量在第 1 天和第 3 天降低，到第 7 天恢复到初始水平12。

• 细胞因子对自噬通量的调控：不同的细胞因子对 CD8 T 细胞自噬通量的调控作用存在差异。促炎细胞因子如白细胞介素 - 2（IL-2）、IL-12 和 IL-18 会抑制自噬通量，而支持记忆 T 细胞形成的细胞因子如 IL-15 和 IL-7 则不会抑制自噬。在体外培养的 CTLs 中，IL-2 维持的 CTLs 自噬通量较低，而 IL-2 剥夺或用激酶抑制剂阻断 IL-2 信号后，自噬通量恢复3。

• 氨基酸供应与自噬的关系：氨基酸供应在 CD8 T 细胞自噬调控中起着关键作用。初始 T 细胞自噬通量高且氨基酸转运体水平低，而抗原激活的 T 细胞自噬通量低但氨基酸转运体水平高。实验表明，免疫激活的 T 细胞在缺乏细胞外氨基酸供应时无法抑制自噬，而且剥夺单个氨基酸也会阻止自噬抑制456。

• CTLs 中自噬的调控通路：CTLs 通过 VPS34 依赖且 AMPK/mTORC1 独立的通路控制自噬。研究发现，氨基酸剥夺或 mTORC1 抑制剂雷帕霉素可抑制 mTORC1 活性，但只有氨基酸剥夺能诱导 CTL 自噬，而葡萄糖剥夺虽能激活 AMPK 和抑制 mTORC1，却不能诱导自噬78。

• 自噬对 CTLs 蛋白质组和功能的影响：自噬影响 CTLs 的蛋白质组和功能。在氨基酸缺乏的 CTLs 中，抑制自噬可减少细胞质量损失，保留一些蛋白质的表达，如穿孔素（perforin）和颗粒酶（granzymes）等细胞毒性效应分子，从而维持 CTLs 的杀伤能力910。

• 自噬对 CTLs 代谢和生存的影响：自噬还参与调控 CTLs 的代谢和生存。在氨基酸缺乏的 CTLs 中，自噬抑制会影响线粒体蛋白表达和代谢途径，如增加葡萄糖和乳酸转运体水平，改变糖酵解和氧化磷酸化水平。同时，抑制自噬会导致氨基酸缺乏的 CTLs 积累高水平的细胞内活性氧物质并死亡1112。

• 自噬对初始 CD8 T 细胞的影响：在初始 CD8 T 细胞中，自噬主要表现为线粒体自噬（mitophagy）。抑制自噬会导致线粒体蛋白积累，增加线粒体质量，影响细胞生存和关键分子的表达，如 l - 选择素（CD62L），该分子对初始 T 细胞归巢至关重要131414。

综合来看，该研究深入揭示了自噬在 CD8 T 细胞中的调控机制。研究表明，自噬在初始和记忆 CD8 T 细胞中处于较高水平，而抗原受体和促炎细胞因子可通过调节氨基酸转运体的表达来抑制自噬通量。不同的细胞因子对自噬的调控作用不同，这与它们控制氨基酸转运体表达的能力相关。此外，研究还明确了自噬在 CD8 T 细胞中的关键作用靶点和通路，以及自噬对 CD8 T 细胞蛋白质组、代谢和生存的重要影响。这些发现不仅加深了我们对 T 细胞免疫反应机制的理解，也为肿瘤免疫治疗等相关领域提供了重要的理论基础，有望为开发更有效的免疫治疗策略提供新的思路和靶点。