Cell论文解读！揭示控制记忆T细胞产生的代谢机制

2021年2月28日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员揭示了一种以前未知的生物机制，免疫系统通过该机制产生记忆T细胞来杀死细菌、病毒和肿瘤细胞。这一发现对适应性免疫系统如何应产生这类记忆T细胞来应对感染具有多重意义。这一实验还揭示了抑制长寿记忆T细胞产生的机制，这些长寿记忆T细胞随着时间的推移不断更新来保护身体。用药物或基因方法阻断这些抑制机制，可能提高抵抗感染和癌症的保护性免疫力。相关研究结果于2021年2月25日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“In vivo CRISPR screening reveals nutrient signaling processes underpinning CD8+ T cell fate decisions”。论文通讯作者为圣犹大儿童研究医院免疫学系的Hongbo Chi博士。论文第一作者为圣犹大儿童研究医院免疫学系的Hongling Huang博士和Peipei Zhou博士。

图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.02.021。

这些作者还发现了一种记忆T细胞亚型，他们将其命名为末端效应启动细胞（terminal effector prime cell）。绘制控制这类细胞的途径有可能操纵这一途径以增强免疫系统杀灭微生物和癌细胞的能力。绘制这种控制途径还提供了这样的启示：饮食对免疫功能的影响可能比以前认为的更大。

CRISPR辅助绘制代谢机制图谱

当身体遭遇感染时，免疫系统开始产生效应T细胞来攻击入侵的细菌或病毒。这些T细胞有两种类型。第一种类型是记忆前体细胞（memory precursor cell），它们可以形成成记忆T细胞，长期存在以保护身体；它们是接种疫苗后产生的T细胞。第二种类型是短命的末端效应T细胞，它们具有立即的细胞毒性活性。

在这项新的研究中，这些作者试图绘制控制免疫系统如何决定产生记忆T细胞的代谢机制。Chi和他的同事们专注于抑制这种类型T细胞产生的鲜为人知的机制。

他们使用了一种名为CRISPR的基因操纵技术，对小鼠细胞中的3000多个代谢控制基因进行筛选。他们的目标是发现调节效应T细胞和记忆T细胞“命运”的基因。

营养物在T细胞命运中发挥了意想不到的作用

这项研究揭示了氨基酸和某些糖类等营养物在调节T细胞命运方面所起的作用是以前未知的。令这些作者惊讶的是，他们的分析发现了与营养物相关的抑制记忆T细胞产生的途径。

Huang说，“关于营养物在免疫细胞功能中的作用的先入为主的概念是，细胞依靠营养物作为能量来源和构成单元（building block）。但我们的研究提供了另一种观点---营养物参与抑制性途径，剥夺某些营养物或代谢物可能对适应性免疫有利。这似乎表明，你吃的和喝的东西对免疫功能的影响可能比以前认为的更大。这将是未来研究的重要方向。”

发现新的T细胞亚型

这项研究还发现了一种新的效应T细胞亚型，这些作者将其命名为末端效应启动细胞。阻止这些细胞的产生可能是增强T细胞介导的免疫力的关键。他们的研究发现了一种控制发育中的T细胞从中间阶段向成熟的末端效应启动细胞过渡的途径。

这些作者发现，他们可以操纵这种途径，使得末端效应启动细胞保持在这个中间阶段，从而诱导它们增殖，产生更多的记忆T细胞。Chi说，“这些发现强调了靶向该途径以提高对感染和肿瘤的保护性免疫力的可能性。”

Chi说，“我们对这些发现感到非常兴奋。通过识别这种营养物信号轴，我们的研究为增强记忆T细胞反应和对病原体和肿瘤的保护性免疫力提供了新的生物学见解和治疗靶点。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Hongling Huang et al. In vivo CRISPR screening reveals nutrient signaling processes underpinning CD8+ T cell fate decisions. Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.02.021.

2.Researchers map metabolic signaling machinery for producing memory T cells
https://medicalxpress.com/news/2021-02-metabolic-machinery-memory-cells.html