Science Immunology发现负责快速免疫反应的关键代谢过程

来源：作者：人气：-发表时间：2024-03-19 12:08:00【大中小】

摘要：研究人员在细胞中发现了一种关键的代谢物，它有助于指导免疫反应，并在单个细胞水平上解释了为什么最有效地识别病原体、疫苗或患病细胞的免疫细胞比其他细胞生长和分裂得更快。

费城儿童医院(CHOP)的研究人员在细胞中发现了一种关键代谢物，它有助于指导免疫反应，并在单细胞水平上解释了为什么最有效地识别病原体、疫苗或患病细胞的免疫细胞比其他细胞生长和分裂得更快。研究结果还表明，更好地了解这种代谢物及其在免疫反应中的作用，可以改进免疫疗法的设计，创造针对不同类型癌症的更持久的反应，并增强疫苗策略。该研究结果今天发表在《科学免疫学》杂志的网站上。

抗原是我们的免疫系统识别的外来物质，并通过产生更多的T细胞和B细胞做出反应。这些细胞每个都有独特的受体，可以识别特定的抗原并做出适当的反应，当再次暴露于相同的抗原时，它们可以“记住”并做出类似的反应。T细胞或B细胞看到自身抗原的能力被称为亲和力。这个免疫学的基本概念就是疫苗的工作原理。当这些T细胞和B细胞遇到病原体时，身体需要那些最能识别它们的抗原的细胞，它们具有高亲和力，可以更快地分裂，产生更多的子细胞，“攻击”入侵者。

图1 单细胞NAD（H）水平预测克隆性淋巴细胞扩增动力学

然而，为什么高亲和力免疫细胞反应更有效的潜在机制对研究人员来说仍然是一个谜。在看到抗原后，T细胞和B细胞内部的化学物质需要改变，以使它们能够做出适当的反应。这项研究的研究人员想要研究新陈代谢，以了解是什么原因导致高亲和力细胞知道它们需要更快地分裂才能做出适当的反应。

“我们想看看特定代谢物是否对T细胞受体亲和力敏感，并在免疫反应期间控制T细胞扩增，”资深研究作者Will Bailis博士说，他是CHOP和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院病理学和实验室医学助理教授。

研究人员发现，在T细胞激活的早期阶段，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是T细胞受体代谢重编程的关键亲和力依赖成分。利用流式细胞术，研究人员可以在激活后立即观察单个细胞中的NAD，并显示它如何决定T细胞未来分裂的次数。因此，研究人员可以从本质上预测T细胞的行为以及它们分裂的次数，这是基于它们开始时NAD的数量。

图2 NAD生物合成是TCR亲和力依赖性代谢组的核心组成部分

此外，研究人员发现，控制细胞允许产生多少NAD可以控制细胞何时从静止状态进入想要分裂的状态，这表明代谢物可以用来改善某些T细胞驱动疗法或疫苗的反应。

贝利斯说:“我们相信，这项研究表明，单个细胞的代谢差异是相似细胞有时表现出显著不同行为的关键原因，这可能为我们提供了一种见解，即驱动疾病和功能障碍的潜在过程，这些过程不能简单地用基因调节或信号传导来解释。”“随着更多的工作，我们也相信这些信息可能被用于改善疫苗策略，以及用于治疗癌症和其他疾病的细胞疗法的反应和持久性。”

参考资料

[1] Single-cell NAD(H) levels predict clonal lymphocyte expansion dynamics