T细胞是自身免疫和炎症性疾病中炎症的核心驱动因素，但当前疗法未能充分靶向致病性T细胞通路，限制了疾病的持久控制。在此，研究人员鉴定了一种新的、可靶向的转录-代谢轴，该轴维持炎症性T细胞反应，其特征为NFATc1调控的MTHFD2依赖性一碳代谢的激活。研究人员证明，NFATc1直接结合MTHFD2启动子区域，驱动类风湿关节炎（RA）患者活化的T细胞以及实验性关节炎模型中的代谢重编程。使用新型小分子TH9619对MTHFD1/2进行药理学抑制，可抑制促炎细胞因子的产生，扩增Foxp3+调节性T细胞，并在体内保护软骨和骨免受损伤。蛋白质组学分析揭示，TH9619在患者T细胞中引发独特的分子反应，与目前使用的抗叶酸疗法（尤其在应答不佳的患者中）不同。这些发现以RA为验证平台，确立了NFATc1介导的MTHFD2激活作为持续性T细胞驱动炎症的关键调节因子，并支持选择性MTHFD1/2抑制作为RA的一种新型、基于机制的治療策略。
**论文解读：靶向NFATc1调控的MTHFD2一碳代谢抑制类风湿关节炎中持续性T细胞介导的炎症**
**研究背景与问题**
类风湿关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，以T细胞异常活化和持续性滑膜炎症为主要特征，导致进行性关节破坏和全身并发症。尽管已有传统合成、生物制剂及靶向合成的改善病情抗风湿药（DMARDs），如甲氨蝶呤（MTX）和肿瘤坏死因子（TNF）抑制剂，但相当一部分患者应答不佳或不完全，且少数患者发展为难治性疾病。这些局限性源于现有药物未能利用疾病特征且存在不良反应，亟需更精准的治疗靶点、个性化策略及治疗应答预测生物标志物。T细胞在RA中承受增殖压力，借助增强的叶酸和核苷酸生产放大其促炎和组织浸润行为。然而，慢性炎症中导致持续性病理性T细胞激活和对治疗抑制抵抗的分子机制仍不完全清楚。一碳（1C）代谢是支持核苷酸合成、氧化还原平衡和表观遗传调控的关键代谢通路。甲基四氢叶酸脱氢酶2（MTHFD2）作为该通路的酶，在多种自身免疫性疾病中上调，其靶向可促进调节性T细胞分化并减轻疾病严重程度。但转录因子NFATc1（活化T细胞核因子，胞质1）作为T细胞激活和效应分化的核心驱动因子，其与慢性炎症中代谢重编程的联系尚不明确。本研究旨在鉴定NFATc1与MTHFD2之间的调控关系，并探索靶向该轴治疗RA的可行性。
**研究发现与意义**
研究人员在RA患者T细胞中发现，NFATc1直接结合MTHFD2启动子区域，驱动MTHFD2依赖性一碳代谢的激活。使用新型小分子TH9619选择性抑制MTHFD1/2，可在体外抑制RA T细胞的促炎细胞因子产生，扩增Foxp3
+调节性T细胞，并在体内保护软骨和骨免受损伤。蛋白质组学分析显示，TH9619在RA T细胞中引发独特的分子反应，与标准抗叶酸疗法MTX不同，尤其对MTX应答不佳的患者。这些发现确立了NFATc1调控的MTHFD2依赖性一碳代谢作为病理性T细胞反应的关键调节因子，为RA及其他T细胞驱动的自身免疫性疾病提供了靶向代谢治疗的新策略。论文发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》。
**主要技术方法**
1. **转录组学分析**：利用公开的批量RNA测序（RNAseq）数据（GSE118829）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据（EGAS00001005241）分析RA患者滑液和血液T细胞中一碳代谢相关基因表达。
2. **蛋白质组学分析**：对来自RA患者（初治和MTX应答不佳者）的体外刺激T细胞进行定量蛋白质组学（LC-MS/MS），比较TH9619、MTX或对照处理后的蛋白质组变化。
3. **染色质免疫沉淀（ChIP）**：在RA T细胞中使用抗NFATc1抗体验证NFATc1与MTHFD2启动子区域的直接结合。
4. **基因沉默**：使用小干扰RNA（siRNA）敲低RA T细胞中的NFATc1，评估其对MTHFD2表达及T细胞功能的影响。
5. **小鼠模型**：采用KRN T细胞转移模型（KRN-CTM）评估TH9619的体内疗效，包括临床评分、组织学评估及免疫表型分析。样本来源包括RA患者外周血和滑液，以及小鼠脾脏、淋巴结和血液。
**研究结果**
**1. 过度活跃的MTHFD2依赖性一碳代谢选择性存在于RA T细胞亚群**
通过定量PCR（qPCR）分析，发现RA初治和MTX应答不佳（MTX-IR）患者外周血总T细胞中MTHFD2 mRNA水平显著高于健康供体和MTX应答良好者。滑液（SF）来源的T细胞中MTHFD2表达上调最为显著。单细胞RNA测序揭示，增殖性T细胞、调节性T细胞（Treg）及CXCL13高表达的外周辅助T细胞（Tph）中MTHFD2表达升高。这表明MTHFD2在RA T细胞介导的发病机制中具有潜在作用。
**2. 失调的一碳代谢标志对治疗应答不佳的患者**
分析基线（治疗前）全血数据发现，不同治疗组中MTHFD2表达与治疗应答相关：TCZ（IL-6R阻断剂）应答不佳者MTHFD2上调，而MTX和IFX（TNF抑制剂）应答不佳者下调。免疫荧光显示，MTX-IR患者T细胞中MTHFD2和MTHFD1蛋白水平升高，而MTX-R患者与健康供体无显著差异，提示MTHFD2依赖性一碳代谢的调节与疾病控制相关。
**3. MTHFD1/2抑制体外抑制病理性T细胞活性并克服抗叶酸抵抗**
使用TH9619处理初治和MTX-IR RA患者T细胞，显著降低NFKB1 mRNA及多种NF-κB依赖介质（TNF、CXCL10等）表达，减少细胞活力和增殖。在MTX-IR T细胞中，TH9619仍有效抑制NFKB1、TNF和CCL5，并降低细胞活力，而MTX无明显效果。TH9619还增加Treg中Foxp3和GATA3表达，提示向Th2相关调节表型转变。MTHFD2敲除的Jurkat细胞对TH9619无反应，证实其靶向特异性。
**4. MTHFD1/2抑制重新编程RA T细胞蛋白质组**
定量蛋白质组学分析显示，TH9619和MTX均调节mRNA加工、TCR信号和PI3K-Akt-mTOR通路，但在凋亡和应激反应方面存在差异。MTX增加应激和凋亡调节蛋白（如S100A8/9），而TH9619降低细胞活力，减少凋亡相关蛋白的代表性。TH9619在MTX-IR T细胞中上调RELA（NF-κB p65）、TRIM22等免疫相关蛋白，但磷酸化NF-κB p65降低，提示为补偿性调节而非促炎激活。
**5. MTHFD1/2i TH9619在体内改善炎症并保护软骨和骨**
KRN T细胞转移模型中，TH9619（10、30、90 mg/kg）显著降低临床关节评分和组织学损伤（软骨损伤、炎症、骨吸收），疗效与剂量无关。TH9619降低血清IL-6、TNFα和MCP-1水平，增加脾脏Treg频率和Foxp3表达，减少生发中心B细胞。与MTX相比，TH9619对髓系细胞影响较小，免疫足迹更窄。
**6. NFATc1通过启动子结合在RA T细胞中调节MTHFD2**
ChIP实验证明NFATc1直接结合MTHFD2启动子近端区域。在RA T细胞中敲低NFATc1导致MTHFD2表达降低，NF-κB靶基因（IL6、TNF、NFKB1）减少，增殖和激活标志物下降，同时抗炎细胞因子IL-4和IL-10升高，致病性TGF-β1降低。而在健康T细胞中，NFATc1敲低仅降低MTHFD2而不影响NF-κB信号，提示其RA特异性作用。
**总结与讨论**
本研究定义了RA中疾病特异性的转录-代谢回路：NFATc1直接结合并激活MTHFD2，维持致病性T细胞的一碳代谢。MTHFD1/2抑制剂TH9619选择性抑制NF-κB驱动的程序，在RA T细胞中发挥作用而不影响健康T细胞，并在体内提供强大的软骨和骨保护，且免疫足迹比MTX更窄。TH9619通过独特机制（依赖MTHFD2活性的叶酸陷阱）靶向MTHFD2通路，其活性在RA T细胞中表现为减少NF-κB靶基因并降低磷酸化p65。蛋白质组学揭示TH9619与MTX在凋亡和应激反应上的差异。体内实验证实TH9619有效缓解关节炎，增加Treg，减少炎症因子，且对髓系细胞影响较小。NFATc1作为MTHFD2的上游调控因子，将T细胞激活与代谢重编程联系起来，其沉默在RA T细胞中抑制增殖和炎症，增强抗炎因子。这些发现确立NFATc1调控的MTHFD2激活为RA中病理性T细胞代谢的关键驱动因素，并证明药理学MTHFD1/2抑制可减弱自身免疫炎症同时维持免疫平衡，为RA及其他T细胞驱动的自身免疫疾病提供了一种新型治疗策略。
**研究结论**
这些发现确立了NFATc1调控的MTHFD2激活为RA中致病性T细胞代谢的关键驱动因素，并证明药理学MTHFD1/2抑制可减弱自身免疫炎症同时维持免疫平衡（补充图18工作模型）。通过证明药理学靶向MTHFD2依赖性一碳代谢以重新校准免疫应答的可行性，研究人员提出了一种可扩展至其他T细胞驱动自身免疫疾病的RA新型治疗策略。
