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这篇综述深入探讨了免疫代谢在肿瘤微环境(TME)中的关键作用,系统阐述了葡萄糖、氨基酸和脂质代谢等代谢检查点如何调控免疫细胞(尤其是T细胞)的功能和表型。文章创新性地提出通过靶向代谢网络(如mTORC1、IDO、CPT1A等)可重编程免疫细胞表型,增强抗肿瘤免疫,为克服免疫检查点阻断(ICB)和过继细胞治疗(ACT)的耐药性提供了新策略。
免疫代谢与肿瘤微环境的博弈
免疫细胞代谢在肿瘤微环境(TME)中扮演着决定性角色。不同于传统观点将代谢视为能量供应的被动过程,最新研究揭示代谢网络主动调控着免疫细胞的增殖、分化和功能应答。这种代谢可塑性为癌症免疫治疗提供了全新靶点。
代谢压力下的肿瘤战场
TME是一个营养匮乏、缺氧、酸性的恶劣环境。癌细胞通过Warburg效应大量消耗葡萄糖,产生乳酸堆积,同时竞争性摄取氨基酸如甲硫氨酸和精氨酸。这种代谢压力直接抑制了CD8+ T细胞的mTOR活性和IFN-γ产生。有趣的是,乳酸虽能抑制常规DC细胞和NK细胞功能,却意外地增强了CD8+ T细胞的干性特征。
T细胞的代谢交响曲
初始T细胞主要依赖氧化磷酸化(OXPHOS)维持静息状态,而激活后的效应T细胞则转向有氧糖酵解以满足快速增殖需求。这一转换受mTORC1/2复合物调控,并通过MYC和HIF-1α上调GLUT1和HK2表达。值得注意的是,GLUT1在Th1、Th2和Th17细胞分化中不可或缺,但对Treg细胞却非必需。
氨基酸代谢的暗战
癌细胞通过高表达SLC43A2转运体与T细胞竞争甲硫氨酸,降低组蛋白H3K4甲基化水平,从而抑制Th17细胞功能。精氨酸代谢同样关键,肿瘤相关MDSC高表达精氨酸酶1(Arg1),消耗微环境中的精氨酸,导致T细胞CD3ζ链表达下降和功能衰竭。而靶向SLC7A11介导的胱氨酸代谢可防止CD8+ T细胞铁死亡,增强抗肿瘤免疫。
脂质代谢的双刃剑
CD36介导的氧化脂质摄取会诱发CD8+ T细胞铁死亡和衰竭,但却是Treg细胞维持免疫抑制功能所必需的。胆固醇代谢同样具有两面性:ACAT1缺失可增加T细胞膜胆固醇水平,增强免疫突触形成;但过量胆固醇又会引发内质网应激,促进T细胞耗竭。
代谢干预的治疗曙光
临床前研究展示了多种有前景的策略:JHU083通过抑制谷氨酰胺代谢同时增强T细胞OXPHOS;乳酸氧化酶纳米胶囊降低TME酸度;精氨酸补充剂与化疗联用可重塑记忆T细胞代谢。值得注意的是,IDO/TDO双重抑制剂较单药显示出更好的协同效应,而CRISPR技术敲除LDHA可改善TME免疫状态。
未来挑战与展望
尽管前景广阔,代谢治疗仍面临重大挑战:不同免疫细胞代谢网络相互交织;代谢物如乳酸的双向作用;以及如何实现时空特异性干预。整合单细胞代谢组学、微生物组调控等新技术将有助于突破当前局限,开创癌症免疫治疗新纪元。
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