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免疫细胞代谢组学的未来展望2021-11-03 08:53:45

目前免疫细胞代谢组学是相关领域的研究热点, 越来越多的研究表明, 调节不同的代谢途径将决定免疫细胞的命运。并讨论了不同代谢通路和代谢中间物对免疫细胞增殖,分化和迁移及分泌细胞因子、趋化因子、炎症因子过程的影响。免疫细胞自身通常缺乏营养物质的储备, 为满足上述过程中其对能量和代谢中间物的需求,免疫细胞必须依赖微环境中的物质和能量。所以, 局部微环境中各种代谢中间物的水平对免疫细胞的命运发挥了至关重要的作用。无论是巨噬细胞、树突状细胞等固有免疫细胞还是T细胞等适应性免疫细胞, 都在身体各组织中不断地感应外部刺激、启动特异性免疫应答或免疫耐受反应。

以树突状细胞为例, 即使是同一亚型的树突状细胞, 在不同组织中其基因表达和表面标志物具有很大的异质性, 反映了其独特的抗原提呈和与效应淋巴细胞结合的能力。有氧糖酵解、线粒体氧化磷酸化和脂肪酸β氧化在调节固有和适应性免疫应答方面具有关键作用。通常有氧糖酵解途径是炎性和快速增殖的免疫细胞的主要代谢方式; 而许多非炎性和非快速增殖的免疫细胞, 例如M2型巨噬细胞、Treg细胞和记忆性T细胞, 则表现出对脂肪酸β氧化途径的依赖性。为什么细胞在选择有氧糖酵解途径与脂肪酸β氧化途径之间会延伸出相反的免疫反应和调节功能?一些观点认为, 产生炎性和快速增殖的免疫细胞选择有氧糖酵解途径是因为需要大量的代谢中间物用于生物合成和分泌; 而M2型巨噬细胞或Treg细胞等耐受性细胞多生活于营养物质相对缺乏的组织微环境中, 因此ATP生成效率至关重要。
 
另外一些观点认为, 产生炎性和快速增殖的免疫细胞增殖期间需要脂肪酸合成形成的脂质来构建细胞膜,而记忆性免疫细胞等生长缓慢, 生物合成需求相对较少, 因此以分解代谢为主。改变能量代谢谱能否能够在一定程度上实现对同类免疫细胞活性和功能的调节?因此积极探索在局部微环境中免疫细胞的代谢水平和代谢谱, 不仅有助于深刻解读免疫细胞应答“自我”和“非我”物质的深层机制, 同时也能够为免疫系统疾病、代谢系统疾病和恶性肿瘤等寻求可能的更为有效的分子靶标。
 
出自《免疫细胞代谢及其功能调节研究进展》作者耿晶,李佳薪,念诚 。