2-巯基乙醇的抗氧化活性能够保护CD8+ T细胞免受过度刺激或加速耗竭：来自体外耗竭CD8+ T细胞模型和体内过继细胞转移实验的证据

时间：2026年1月25日

来源：International Immunopharmacology

编辑推荐：

CD8+ T细胞耗竭机制及2-ME抗氧化干预研究揭示其在增强细胞存活、增殖和抗肿瘤免疫效应中的作用。

韩国庆熙大学韩医学学院病理学系，首尔02447，韩国

摘要

背景

在肿瘤微环境中，CD8+ T细胞的耗竭成为肿瘤免疫疗法发展的障碍。因此，体外和体内研究这些细胞对于开发成功的癌症免疫治疗药物至关重要。

方法

虽然体外反复刺激CD8+ T细胞是使其进入耗竭状态的必要条件，但必须控制刺激程度，以避免细胞过早死亡，从而获得足够的耗竭CD8+ T细胞进行研究。在本研究中，我们通过使用或不使用2-巯基乙醇（2-ME）进行反复刺激，验证了2-巯基乙醇作为培养基成分的重要性。

结果

在没有2-巯基乙醇的情况下，CD8+ T细胞会因过度刺激而加速死亡。机制上，2-巯基乙醇的缺失会增加CD8+ T细胞的氧化应激，导致其代谢途径发生改变，进而促进脂质过氧化，加速CD8+ T细胞的终末分化并过度激活AKT-mTOR信号通路，最终导致细胞死亡。这一现象在体内实验中也得到了验证：未经2-巯基乙醇激活的抗原特异性CD8+ T细胞在转移后表现出较低的肿瘤浸润频率，以及减弱的干性和效应功能。

结论

我们的研究证实了2-巯基乙醇作为CD8+ T细胞培养基成分的重要性，并支持抗氧化剂与免疫治疗药物联合使用以增强治疗效果的潜力。

引言

癌症威胁着全球数千人的健康，是主要的死亡原因之一；因此，人们投入了大量努力来对抗癌症，开发出了多种治疗方法，包括化疗、光动力疗法、放疗和免疫疗法[1]、[2]、[3]、[4]。在免疫疗法方面，人们针对多种免疫细胞（如自然杀伤细胞、巨噬细胞、树突状细胞和T细胞）来刺激免疫系统对抗肿瘤[5]、[6]、[7]。其中，CD8+ T细胞是对癌细胞具有直接细胞毒性的主要免疫细胞。它们能分泌穿孔素和颗粒酶等细胞毒性分子以及TNF-α和IFN-γ等效应细胞因子，这些分子可直接杀死癌细胞。另一方面，癌细胞也会释放特定分子来对抗CD8+ T细胞，导致其功能障碍[8]、[9]。 CD8+ T细胞的耗竭是一种新定义的状态，通常发生在慢性刺激条件下，如癌症和慢性病毒感染[10]。这种状态的特征是效应细胞因子和细胞毒性分子的分泌减少，而PD-1、TIGIT、LAG-3和TIM-3等分子的表达增加[11]。这些分子属于免疫检查点，它们与癌细胞上的特定配体结合会进一步加剧CD8+ T细胞的耗竭[12]。因此，使用特异性抗体抑制这些免疫检查点与其配体之间的结合，可以部分恢复CD8+ T细胞的活性并增强其杀伤能力[13]、[14]。这类抗体被称为免疫检查点抑制剂（ICI）。尽管免疫检查点抑制剂在癌症治疗中取得了显著进展，但仍有一些患者对其产生耐药性[15]。因此，将化疗或放疗等其他治疗方法与免疫疗法结合使用是克服耐药性的主要策略[16]、[17]。此外，深入理解CD8+ T细胞耗竭的原因有助于研究人员寻找能够与ICI协同作用的其他免疫治疗靶点。例如，癌细胞可通过缺氧和营养剥夺改变肿瘤微环境，激活特定通路，从而在CD8+ T细胞中产生新的代谢途径，进一步促进其耗竭和对抗免疫治疗药物的耐药性[17]、[18]、[19]。 CD8+ T细胞长期受到刺激是导致其耗竭的主要原因之一。肿瘤微环境中慢性刺激的一个特征是活性氧（ROS）水平升高[20]、[21]。高水平的ROS会损害CD8+ T细胞的线粒体结构和功能，加剧其耗竭。因此，人们试图通过降低CD8+ T细胞的氧化应激来改善其功能[22]。例如，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）可通过调节ROS来缓解CD8+ T细胞的耗竭并提升其杀伤能力。2-巯基乙醇（2-ME）具有抗氧化活性，能清除羟基自由基，据报道可保护主动脉免受损伤[23]。此外，2-巯基乙醇还能通过调控ROS来促进胚胎发育[24]。低剂量使用时，它还能改善肥胖动物的代谢状况[25]。尽管2-巯基乙醇具有抗氧化活性，但其对细胞（尤其是作为培养基成分）的影响尚未得到充分研究。目前，许多研究采用反复刺激的方法在体外生成耗竭的CD8+ T细胞，并评估不同药物或基因修饰对这些细胞的影响[26]、[27]。CD8+ T细胞的过继转移（ACT）是一种新型的癌症免疫疗法，需要在合适的培养基中培养这些细胞[28]，而培养基成分可能会影响其特性。在本研究中，我们探讨了2-巯基乙醇作为培养基成分在两种模型中的影响。首先，我们研究了2-巯基乙醇对体外反复刺激产生的耗竭CD8+ T细胞的影响；接着，我们观察了2-巯基乙醇对体外扩增后用于肿瘤移植的抗原特异性CD8+ T细胞的影响。我们的研究强调了具有抗氧化活性的培养基成分在提高CD8+ T细胞存活率和活性方面的作用。

伦理批准

本研究涉及动物实验，已获得埃及开罗巴德大学生物技术学院研究伦理委员会的批准（批准编号：BUC-IACUC/BIOT/003/MA/2025）。所有实验均按照机构规定的动物研究指南进行。

小鼠和癌细胞系

C57BL/6J背景下的雌性C57BL/6J和OT-I GFP+小鼠以及MC38-OVA小鼠肿瘤细胞系均来自开罗巴德大学的动物研究设施。

2-巯基乙醇存在下CD8+ T细胞的反复刺激可增强细胞存活、增殖和分化

在本研究中，我们采用体外反复刺激的方法，评估了在有无2-巯基乙醇条件下生成的耗竭CD8+ T细胞的行为，以探讨抗氧化剂对激活CD8+ T细胞状态的影响。结果显示，在2-巯基乙醇存在下，激活的CD8+ T细胞存活率更高；而zombi NIR阴性细胞（活细胞）在2-巯基乙醇阳性组中的频率显著增加。

讨论

有多种方法可以对肿瘤进行分类[4]，其中根据CD8+ T细胞的浸润情况，肿瘤可分为“冷肿瘤”（CD8+ T细胞浸润较少）和“热肿瘤”（CD8+ T细胞浸润较多）[35]。通常，“冷肿瘤”对免疫疗法（包括免疫检查点抑制剂）的反应较差[36]。因此，能够增加CD8+ T细胞浸润的干预措施可能与免疫检查点抑制剂产生协同效应[37]。

结论

在研究体外或过继转移模型中的耗竭CD8+ T细胞时，氧化应激是一个重要的因素。2-巯基乙醇作为培养基成分，能够增强体外激活的CD8+ T细胞的存活率、增殖能力和效应功能。通过平衡氧化应激，2-巯基乙醇减少了脂质过氧化和细胞终末分化，提升了细胞的干性。这些效果体现在这些CD8+ T细胞在过继转移中的表现上。

作者贡献声明

穆罕默德·阿拉·埃尔丁（Muhammad Alaa Eldeen）： 草稿撰写、方法设计、数据整理、概念构思。 达拉尔·苏莱曼·阿尔沙亚（Dalal Sulaiman Alshaya）： 文章审阅与编辑、资源获取、资金申请。 瓦利德·K·阿卜杜勒萨希布（Waleed K. Abdulsahib）： 草稿撰写、软件使用、实验设计。 努哈·阿尔穆拉（Nuha Almulla）： 文章审阅与编辑、资源获取、资金申请。 穆罕默德·A·阿里（Mohamed A. Ali）： 形式分析、数据整理。 马哈·A·阿尔朱玛（Maha A. Aljumaa）： 文章审阅与编辑、结果验证。 埃曼·法亚德（Eman Fayad）： 文章审阅与编辑、资源获取、项目协调。