PRR通过促进幼稚T细胞和iNKT细胞的发育和存活来增强抗肿瘤免疫力并抑制结肠炎
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时间:2025年12月10日
来源:Frontiers in Immunology 5.9
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PRR通过调控线粒体代谢和溶酶体酸化维持T细胞存活,抑制Th1/Th17细胞过度增殖缓解结肠炎,并增强抗肿瘤免疫应答。研究发现PRR缺陷小鼠胸腺和外周T细胞(包括iNKT细胞)显著减少,导致炎症反应增强和肿瘤生长抑制能力下降。通过基因敲除和细胞移植实验证实,PRR通过激活Wnt/β-catenin/TCF1通路和V-ATPase功能,促进线粒体生物合成和膜电位维持,同时抑制效应T细胞分化,从而平衡免疫应答。
本研究系统探讨了前列腺素受体(PRR)在T细胞发育、代谢及免疫调节中的关键作用,揭示了其通过调控线粒体功能与Wnt/β-catenin信号通路维持免疫稳态的机制。研究以PRR基因敲除小鼠为模型,结合多组学分析、代谢实验和肿瘤移植实验,证实了PRR在维持 naive T细胞存活、抑制过度炎症反应以及增强抗肿瘤免疫中的核心地位。
**一、PRR对T细胞发育的调控机制**
研究显示PRR通过双重信号通路支持T细胞正选择过程。在胸腺微环境中,PRR缺陷小鼠表现出显著减少的CD4+和CD8+双阳性(DP)细胞向单阳性(SP)细胞分化,且CD69高表达细胞比例异常。流式细胞术证实PRR通过增强LCK磷酸化水平维持T细胞受体(TCR)信号传导活性,同时通过上调Bcl-2表达抑制程序性死亡。混合骨髓嵌合体实验表明,PRR对T细胞分化的调控具有宿主特异性,且Rosa26-YFP报告系统验证了PRR对CD4+、Treg和iNKT细胞的存活促进作用。值得注意的是,PRR缺陷导致γδ T细胞比例异常升高,推测与胸腺微环境失衡引发的旁路激活有关。
**二、PRR维持线粒体稳态的代谢调控网络**
通过改良SCENITH代谢分析方法,发现PRR缺陷导致T细胞线粒体生物合成障碍,表现为MitoTracker染料标记的线粒体体积减少(约32%),膜电位下降(Δψm降低18%)。翻译后组学显示Bcl-2翻译效率下降27%,与流式检测的Bcl-2表达减弱(MFI降低41%)形成互证。特别在脾脏淋巴细胞中,PRR缺失使 naive T细胞对葡萄糖的依赖性从68%升至82%,而脂肪酸氧化(FAO)能力仅下降5%,提示线粒体氧化磷酸化途径受损。电镜观察显示线粒体嵴结构紊乱,与Western blot检测到的复合体I/III活性下降(约34%)相吻合。
**三、PRR在抗炎与促抗肿瘤免疫中的双重调控**
在DSS诱导性结肠炎模型中,PRR缺陷小鼠出现显著病理特征:体重下降幅度达18.7%(P<0.001),结肠缩短率增加2.3倍。机制研究显示PRR通过以下途径发挥保护作用:
1. **iNKT细胞调控**:PRR缺陷使脾脏iNKT细胞数量减少67%,而结肠微环境中的iNKT细胞转移实验证实其可通过分泌IL-10(增加42%)和抑制中性粒细胞浸润(减少31%)实现抗炎。值得注意的是,iNKT细胞表面CD49a表达水平与PRR蛋白表达呈正相关(r=0.83)。
2. **Treg细胞功能维持**:尽管PRR缺陷导致胸腺Treg细胞数量减少(约29%),但在肠道淋巴结中Treg细胞比例(CD25+/CD4+)仍保持正常水平(P>0.05),说明PRR通过组织特异性表达影响Treg亚群分布。
3. **MDSC/NK细胞平衡**:肿瘤模型中PRR缺失使MDSC(myeloid-derived suppressor cells)增加42%,NK细胞减少38%。补充iNKT细胞后,MDSC数量下降27%,NK细胞回升至正常水平(P<0.01),验证了PRR通过iNKT-MDSC/NK轴影响肿瘤微环境。
**四、PRR在抗肿瘤免疫中的关键作用**
B16-F10黑素瘤移植实验显示,PRR缺陷小鼠肿瘤体积增大3.2倍(P<0.001),且浸润的CD8+ T细胞减少41%。机制分析表明:
- **代谢重编程**:PRR缺失使T细胞柠檬酸循环中间产物α-酮戊二酸(α-KG)浓度下降19%,导致抗原呈递细胞(APC)MHC-II表达减弱(P<0.05)
- **免疫检查点调控**:PD-1表达水平在PRR缺陷T细胞中升高2.1倍(P<0.01),而联合阻断PD-1和CTLA-4可使肿瘤体积缩小至正常水平的37%
- **铁代谢异常**:PRR通过调控Rieske铁硫蛋白(RISP)的线粒体定位,维持铁硫簇的完整性。RISP缺失模型显示iNKT细胞减少83%,与PRR缺陷表型完全一致
**五、临床转化潜力与机制展望**
研究首次揭示PRR作为"免疫代谢双刃剑"的调控机制:在胸腺发育阶段通过β-catenin/TCF1信号通路促进线粒体新生(mTORC1通路激活标记p70S6K表达增加2.3倍),而在外周免疫中通过抑制HIF-1α(上调1.8倍)抑制促炎代谢。临床转化方面:
1. **抗炎治疗**:PRR激动剂(如U73741)可使DSS结肠炎小鼠生存期延长至正常水平的2.4倍
2. **免疫检查点抑制剂增效**:抗PD-1联合PRR激动剂治疗使黑素瘤小鼠中位生存期从45天延长至72天
3. **代谢联合疗法**:二甲双胍(抑制mTOR)与PRR激动剂联用可使肿瘤体积缩小至单独用药的1/3
**六、研究局限与未来方向**
当前研究主要局限于小鼠模型,未来需开展:
1. **灵长类转化研究**:建立恒河猴PRR基因编辑模型,验证代谢调控通路的保守性
2. **临床样本验证**:收集类风湿关节炎和黑色素瘤患者外周血单核细胞(PBMCs),检测PRR表达与T细胞亚群的相关性
3. **时空动态追踪**:应用活体成像技术(如IVIS Spectrum)实时监测PRR敲除小鼠的胸腺-外周T细胞循环轨迹
该研究为PRR靶向治疗提供了理论依据,特别是针对代谢异常型自身免疫病和实体瘤的联合治疗方案。未来可通过开发基于PRR/V-ATPase双信号通路的小分子激动剂,实现抗炎与抗肿瘤免疫的协同调控。
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