胶质瘤与肿瘤浸润淋巴细胞之间营养物质的代谢竞争2021-11-16 09:17:42
胶质瘤细胞因其快速增殖的特性,不断从肿瘤微环境中摄取营养物质,产生大量代谢产物。但目前关于胶质瘤细胞与TIL细胞代谢竞争的内在机制却知之甚少。与胶质瘤细胞一样,TIL细胞增殖和分化需从肿瘤微环境中摄取营养物质,胶质瘤细胞的糖酵解活性可限制T细胞葡萄糖消耗,导致T细胞衰竭和免疫逃逸。在肿瘤微环境中,葡萄糖被剥夺,从代谢角度限制了T细胞的活化,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)活性,降低糖酵解能力,减少干扰素.1(IFN.1)产生,导致肿瘤进展。研究显示,通过使糖酵解酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1(PCKl)过表达,促进T细胞糖酵解,可使T细胞恢复抗肿瘤效应。上述研究表明,肿瘤细胞竞争性利用邻近细胞葡萄糖,以维持其增殖,同时抵制免疫细胞的抗肿瘤作用。免疫抑制细胞(如Treg细胞和骨髓来源抑制细胞)也受到肿瘤微环境中葡萄糖剥夺的影响。与肿瘤细胞相似,人体内存在的天然Treg细胞和肿瘤相关Treg细胞较其他效应性T细胞(Teff)可更有效地利用糖酵解,通过葡萄糖竞争使具有免疫应答能力的T细胞衰老心;而Toll样受体8(TLR8)信号阻断糖酵解过程可逆转Treg细胞的免疫抑制性,表明靶向该信号转导通路可增强抗肿瘤免疫反应。然而,Treg细胞对葡萄糖剥夺的敏感性低于氧化应激,导致细胞凋亡,并促进肿瘤细胞释放ATP。
失活和凋亡的Treg细胞可通过CD39和CD79将ATP转化为腺苷,进而激活腺苷A2A信号,促进Teff细胞的免疫抑制作用。与此同时,肿瘤细胞和T细胞还可以利用谷氨酰胺进行增殖,胶质瘤细胞的谷氨酸分解对补充代谢产物,以及核苷酸、氨基酸、脂肪酸和抗氧化剂谷胱甘肽的合成至关重要。由谷氨酰胺衍生的Ot一酮戊二酸亦为含有Jumonji C结构域的组蛋白去甲基化酶(JHDMs)和甲基胞嘧啶双加氧酶TET的必需共同底物,通过组蛋白和DNA去甲基化参与表观遗传调控。在T细胞中,谷氨酰胺不仅具有调控mTOR活化之功效,同时还是蛋白质糖基化修饰和S.2.羟基戊二酸(s一2HG)合成的关键底物,其中s.2HG具有调节Teff细胞功能和分化作用。肿瘤细胞和抗肿瘤免疫细胞竞争性利用肿瘤微环境中的葡萄糖和谷氨酰胺,阻断CD4+T细胞对谷氨酰胺的摄取,既可抑制Teff细胞的生成又不影响Treg细胞发挥其免疫功能。谷氨酰胺缺失可使T细胞增殖受限,表明谷氨酰胺是活性T细胞生物合成前体的重要来源口。
出自《肿瘤微环境中胶质瘤细胞和免疫细胞代谢对抗肿瘤免疫的调控作用》作者张一鸣 于圣平 刘沛东。