综述:mTOR信号通路对Th17/Treg细胞平衡的代谢调控

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Metabolism Open

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  这篇综述系统阐述了mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)信号通过糖酵解代谢途径调控Th17(辅助性T细胞17)/Treg(调节性T细胞)平衡的分子机制,揭示了该通路失衡与自身免疫疾病(如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮)的关联,为靶向mTOR-HIF1α-糖酵解轴的免疫治疗策略提供了理论依据。

  

引言

CD4+
T细胞是免疫系统的核心执行者,其中Th17和Treg细胞的动态平衡对维持免疫稳态至关重要。Th17细胞通过分泌IL-17抵御胞外病原体,但过度活化会引发自身免疫反应;Treg细胞则通过Foxp3+
表达抑制过度免疫应答。临床研究发现,类风湿性关节炎患者体内Th17/Treg比例显著升高,提示该平衡失调是自身免疫疾病的关键特征。

mTOR在T细胞代谢中的核心作用

mTOR作为289 kDa的丝氨酸/苏氨酸激酶,通过形成mTORC1和mTORC2复合物调控细胞代谢。mTORC1含Raptor蛋白,响应营养信号促进糖酵解;mTORC2含Rictor蛋白,通过磷酸化AGC激酶调控细胞存活。在T细胞中,mTORC1驱动糖酵解关键酶(如HK2、LDHA)表达,而mTORC2通过CD28信号维持记忆CD8+
T细胞的早期糖酵解。雷帕霉素通过抑制mTORC1阻断Th17分化,但特定条件下(如TGF-β存在时)仍可诱导Treg生成,显示其调控的复杂性。

mTOR-HIF1α-糖酵解轴调控Th17/Treg分化

缺氧诱导因子HIF1α是连接mTOR与代谢的核心分子:

  • 促Th17机制:mTOR激活HIF1α,上调Glut1和LDHA,促进糖酵解流为Th17提供能量;同时HIF1α直接结合RORγt增强Th17特异性基因表达,并抑制Foxp3降解。
  • 抑Treg机制:糖酵解抑制会减少乙酰辅酶A生成,阻碍Treg必需的线粒体氧化磷酸化。实验显示,PDHK1抑制剂DCA可阻断糖酵解,使Th17向Treg转化;而谷氨酰胺酶GLS1通过mTORC1-STAT3通路促进Th17极化。

疾病关联与治疗潜力

在系统性红斑狼疮(SLE)和哮喘中,mTOR过度激活导致Th17/Treg失衡:

  • 治疗策略:AMPK激活剂二甲双胍通过抑制mTORC1减轻实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE);中草药成分雷公藤红素可下调Th17的HIF1α/c-Myc通路。
  • 临床挑战:雷帕霉素虽能改善Th17介导的炎症,但长期使用可能导致免疫抑制和代谢紊乱,新型mTORC1/2双靶点抑制剂(如norUDCA)或间充质干细胞(MSC)疗法正在探索中。

未来展望

深入解析mTOR通路在代谢检查点(如乙酰化修饰、线粒体动态)中的作用,将推动精准免疫调节策略的发展。通过靶向代谢酶(如PDHK1)或结合营养干预(如酮饮食),可能为自身免疫疾病提供更安全的治疗方案。

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