《细胞·代谢》：高盐咸“坏”线粒体！科学家首次发现，高盐会干扰调节性T细胞的线粒体呼吸，导致细胞功能障碍，增加自身免疫疾病风险

盐，作为必不可少的调味品，真是让人又爱又恨！

我们已经知道盐的过量摄入会增加心脑血管疾病的患病风险，而最近的这项研究可能让盐的“罪状”再加一项。

近期，来自比利时哈塞尔特大学的Markus Kleinewietfeld团队在《细胞·代谢》上发表了一项研究成果，他们发现高盐会干扰调节性T细胞（Treg）的线粒体呼吸，进而导致Treg细胞的功能障碍，而Treg细胞的“宕机”会增加多种疾病的患病风险[1]。

论文首页截图

Treg细胞在维持免疫稳态和预防自身免疫反应中发挥着至关重要的作用。作为调控Treg细胞发育和功能的核心转录因子，FOXP3基因突变可导致致死性的自身免疫反应。Treg细胞功能的失调与多发性硬化、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等多种自身免疫病息息相关。

实际上，之前已有大量的研究报告了高盐与炎症和自身免疫反应的关系。例如在2013年，两篇发表在《自然》杂志的研究发现，盐可以促进致病性Th17细胞的分化，进而加重自身免疫病[2, 3]。之前也有一些文章报道了高盐会使Treg细胞的功能失调，但相关的分子机制还不够清楚[4, 5]。

在本文中，Markus Kleinewietfeld团队为Treg细胞的代谢谜题提供了一条新的线索。

为了解析高盐对Treg细胞基因表达的影响，Markus Kleinewietfeld团队对高盐和对照条件下培养72小时的Treg细胞进行了转录组测序分析，结果发现高盐暴露后Treg细胞的IFN-γ相关基因显著富集，提示这些Treg细胞表现出促炎的倾向。

有意思的是，对临床样本进行分析发现，相比于健康对照，自身免疫病患者外周血Treg细胞也会高表达IFN-γ相关基因，这一发现提示高盐条件下培养的Treg细胞与自身免疫病患者的Treg细胞可能有着相似的功能特征。

为了分析高盐刺激下Treg细胞基因表达随时间的变化情况，研究人员又对不同刺激时间的Treg细胞进行了转录组测序分析。

他们发现，与72小时相比，高盐对基因表达的影响在6小时更为明显，其中调控Treg细胞发育和功能的核心转录因子FOXP3的表达被显著抑制，这说明高盐环境在更早的时候就会影响Treg细胞的功能状态。

高盐处理可导致Treg细胞中FOXP3的表达水平显著降低

此外，研究人员还注意到一些代谢和线粒体功能相关基因的表达也发生了显著变化，这说明高盐可能导致了Treg细胞的代谢重编程。因此，Markus Kleinewietfeld团队又对Treg细胞的代谢物水平变化进行了分析，他们发现在高盐刺激后，Treg细胞氧化磷酸化水平显著降低，提示Treg细胞的线粒体功能可能受到了抑制。

那么，高盐具体是如何影响Treg细胞线粒体功能的呢？

研究人员发现，高盐刺激后Treg细胞的耗氧率显著降低，ATP的产生也显著减少。此外，高盐导致线粒体膜电位的显著改变，导致线粒体活性氧增加。

进一步地，研究人员还发现NaCl可以以剂量依赖性的方式抑制线粒体呼吸链复合物II/III活性。基于这些结果，研究人员推测高盐可能通过影响线粒体电子传递链来干扰细胞代谢。

高盐导致Treg细胞的耗氧率显著降低，ATP的产生也显著减少

那么，有没有什么方法能够阻止高盐带来的这一不良影响呢？

之前的研究发现， Na离子可通过线粒体钠钙交换蛋白NCLX进入线粒体[6]。那么，如果抑制NCLX交换蛋白，是否就能阻断高盐对Treg细胞的不良影响呢？

基于这一猜想，研究人员使用NCLX的特异性抑制剂-CGP进行了测试。他们发现，CGP处理显著逆转了高盐对呼吸链复合物II/III活性的抑制作用，表明Na离子的线粒体内流是高盐处理影响电子传递链的主要原因。此外，CGP也可显著恢复高盐刺激对Treg细胞功能的抑制作用。

最后，研究人员试图将这些发现与临床和疾病联系起来。研究人员以每日7克盐的摄入量为界限，将健康志愿者分为低盐和高盐组，并对他们的Treg细胞进行了分析。结果发现，与低盐组相比，高盐组Treg细胞的抑炎因子IL-10表达显著降低，且与盐的摄入量呈显著负相关。

Treg细胞IL-10的表达与盐的摄入量呈显著负相关

此外，动物模型也证实，即便是短时间的高盐处理，Treg细胞对自身免疫病的抑制作用也会被显著削弱。

总的来说，这项研究发现高盐可干扰Treg细胞线粒体的电子传递链，导致Treg细胞发生功能障碍。值得注意的是，即使是短期的高盐处理也会扰乱Treg的长期代谢适应和功能。这一发现不仅对于自身免疫病有着重要意义，在肿瘤的免疫治疗中也可能具有启发意义。

说起来，奇点糕也多次和大家分享了饮食习惯与疾病关系的研究。目前我国人均每日摄入盐的含量约是《中国居民膳食指南（2022）》推荐摄入量（5g/日）的两倍[7]。今天吃太咸的坏处又多了一条，控盐还真是要提上日程。

参考文献：

1.Corte-Real BF, Hamad I, Arroyo Hornero R, Geisberger S, Roels J, Van Zeebroeck L, Dyczko A, van Gisbergen MW, Kurniawan H, Wagner A et al: Sodium perturbs mitochondrial respiration and induces dysfunctional Tregs. Cell Metab 2023, 35(2):299-315 e298.

2.Wu C, Yosef N, Thalhamer T, Zhu C, Xiao S, Kishi Y, Regev A, Kuchroo VK: Induction of pathogenic TH17 cells by inducible salt-sensing kinase SGK1. Nature 2013, 496(7446):513-517.

3.Kleinewietfeld M, Manzel A, Titze J, Kvakan H, Yosef N, Linker RA, Muller DN, Hafler DA: Sodium chloride drives autoimmune disease by the induction of pathogenic TH17 cells. Nature 2013, 496(7446):518-522.

4.Hernandez AL, Kitz A, Wu C, Lowther DE, Rodriguez DM, Vudattu N, Deng S, Herold KC, Kuchroo VK, Kleinewietfeld M et al: Sodium chloride inhibits the suppressive function of FOXP3+ regulatory T cells. J Clin Invest 2015, 125(11):4212-4222.

5.Sumida T, Lincoln MR, Ukeje CM, Rodriguez DM, Akazawa H, Noda T, Naito AT, Komuro I, Dominguez-Villar M, Hafler DA: Activated beta-catenin in Foxp3(+) regulatory T cells links inflammatory environments to autoimmunity. Nat Immunol 2018, 19(12):1391-1402.

6.Hernansanz-Agustin P, Choya-Foces C, Carregal-Romero S, Ramos E, Oliva T, Villa-Pina T, Moreno L, Izquierdo-Alvarez A, Cabrera-Garcia JD, Cortes A et al: Na(+) controls hypoxic signalling by the mitochondrial respiratory chain. Nature 2020, 586(7828):287-291.

7.http://dg.cnsoc.org/article/04/ApX3_ozGTmSoqQaFFh5z_Q.html