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迟洪波重磅发表代谢过程调节T细胞的生物学功能综述

文章来源: iNature       发布时间:2019-08-13

2019年8月12日,美国圣犹达儿童研究医院教授迟洪波在Nature Reviews Immunology在线发表题为“Metabolic coordination of T cell quiescence and activation”的综述文章, 该综述总结了这些内在的代谢程序,并描述了细胞外在因素,如营养素和调节性T细胞如何直接和间接地平衡常规T细胞中的静止和激活程序。


迟洪波重磅发表代谢过程调节T细胞的生物学功能综述


研究人员建议免疫线索和营养素许可和调整代谢程序和信号网络,以双向方式进行通信以促进静止退出。了解调节T细胞静止的程序将是开发调节人类疾病中保护性和病理性T细胞应答的新方法的关键。


T细胞进入循环之前在胸腺中发育并成熟为幼稚T细胞,其通过自身肽-MHC分子和细胞因子IL-7与T细胞受体(TCR)结合维持。在抗原刺激时,幼稚T细胞分化为效应T细胞和长寿记忆T细胞(TM细胞)。如果幼稚T细胞池改变,则可能出现对病原体,肿瘤和疫苗的不良反应,或免疫缺陷或自身免疫的发展。因此,了解幼稚T细胞如何平衡和激活是非常重要的。


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胸腺细胞发育中的静止过程


幼稚T细胞被积极维持在静止状态,其被定义为处于细胞周期的G0阶段并且具有低代谢,转录和翻译活性。这种静止状态不同于调节性T细胞(Treg细胞)强制的外周耐受性或由于不适当的TCR刺激或共刺激而发生的无反应性。幼稚T细胞准备激活,驱动其克隆扩增和效应功能。这种激活由称为静止退出的过程介导,该过程在抗原刺激和共刺激后以及在第一次细胞分裂之前发生。


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代谢重编程在幼稚T细胞的静止退出


T细胞命运决定,包括分化为效应T细胞或TM细胞,通常在此时间框架内进行。T细胞的静止退出由促进增殖,存活和效应分化的六个“标志”(未按特定顺序列出)定义:细胞周期从G0进入G2-S-M期;细胞生长;自分泌或旁分泌IL-2信号;养分吸收;增加合成代谢;并重新编程线粒体代谢。


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细胞内在和细胞外在机制,强制T细胞静止


本综述总结了幼稚T细胞静止和静止退出的代谢调节,以及较小程度的静息TM细胞。研究人员首先描述静止和静止退出的代谢特征;然后研究人员讨论如何通过细胞内信号传导和代谢程序积极维持T细胞静止,并由Treg细胞衍生机制强制执行;接下来,研究人员详细介绍代谢程序如何驱动幼稚T细胞的抗原依赖性激活,以及营养素和其他微环境因素如何调节T细胞静止和激活之间的平衡;最后,研究人员总结了这些代谢程序如何与免疫信号相互作用,讨论调节T细胞静止的未来方向和治疗意义。


研究背景


幼稚T细胞积极维持在静止状态,促进其存活。在抗原刺激时,T细胞退出静止以启动克隆扩增和效应分化。最初的研究集中在参与T细胞静止和激活的免疫受体和转录调节因子,但最近的研究结果强调细胞代谢是这些过程的关键调节因子。


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