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在 T 细胞研究领域，为探究 T 细胞如何适应代谢挑战，研究人员构建 T 细胞特异性 ADP/ATP 转位酶 - 2 敲除（Ant2?/? ）小鼠展开研究。结果发现，Ant2?/? 小鼠 T 细胞功能增强，且抑制 ANT 可改善癌症的过继性 T 细胞治疗。该研究为免疫调节提供新思路。
在免疫系统中，T 细胞的激活与调节至关重要。当 T 细胞被激活时，其代谢会发生显著变化，对能量和生物合成前体的需求大幅增加。然而，快速增殖的 T 细胞对 NAD?的需求急剧上升，这使得通过氧化磷酸化（OXPHOS）再生 NAD?成为一个代谢瓶颈。因为 OXPHOS 中 ATP 合酶的活性决定了 NAD?的再生速率，在 T 细胞激活时，OXPHOS 往往难以满足 NAD?的需求，导致 OXPHOS 功能不足。为了深入了解 T 细胞如何应对这一挑战，来自以色列耶路撒冷希伯来大学等机构的研究人员进行了一系列研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过基因编辑技术构建了 T 细胞特异性 Ant2 敲除小鼠，将携带条件性 floxed 等位基因的 Ant2 小鼠与表达 Cre 重组酶的远端 Lck 基因启动子控制的转基因小鼠杂交，获得了Ant2?/? 小鼠 。其次，运用蛋白质质谱技术分析细胞蛋白质组的变化，以探究 Ant2 缺陷导致的代谢改变。另外，利用代谢组学和同位素示踪技术，如用13C6 - 葡萄糖和13C5 - 谷氨酰胺进行追踪，深入研究葡萄糖和谷氨酰胺代谢的变化。
研究结果如下：
- Ant2?/?导致 T 细胞淋巴细胞减少：研究人员通过杂交获得Ant2?/? 小鼠后，经 PCR、RT - PCR 和免疫印迹分析确认了 Ant2 基因的缺失。免疫表型分析显示，Ant2?/? 小鼠脾脏和淋巴结中 CD4?和 CD8? T 细胞的百分比和数量均减少，且记忆样亚群增加，幼稚亚群减少。进一步研究发现，这主要是由于幼稚 T 细胞在次级淋巴器官中的稳态扩张缺陷，而非胸腺发育受损或细胞凋亡增强。
- Ant2?/?小鼠具有完整的 T 细胞依赖性免疫：在评估 T 细胞依赖性免疫时，研究人员进行了多项体内实验。在 CD4? T 细胞免疫实验中，给 WT 和Ant2?/? 小鼠免疫卵清蛋白（OVA）后，检测血清中 OVA 特异性 IgG1、IgG2a 抗体以及 IFN - γ、IL - 4 细胞因子的浓度，发现二者相当。在评估 CD8? T 细胞功能时，给小鼠注射表达 OVA 的慢病毒，结果显示Ant2?/? 小鼠 CD8?Vα2?细胞中激活标记物增加，表明Ant2?/? 小鼠的 T 细胞依赖性免疫反应未受显著影响，甚至 CD8? T 细胞的效应标记物有所增加。
- Ant2?/? T 细胞具有更高的激活倾向和更好的效应功能：体外实验中，用不同浓度的 αCD3/αCD28 抗体刺激Ant2?/? CD8? T 细胞，发现其增殖能力、CD25 表达以及 IFNγ 产生均增强。在肽特异性 T 细胞反应实验中，通过共培养实验和体外杀伤实验证实，OT?I/Ant2 CD8? T 细胞的效应功能更强，在体内激活后增殖能力也增强。
- Ant2?/? T 细胞线粒体生物量和备用呼吸能力增加：Ant2 缺陷导致线粒体衍生的 ATP 水平降低，ADP 浓度下降，进而抑制 OXPHOS。但Ant2?/? 幼稚 CD8?和 CD4? T 细胞的线粒体膜电位（ΔΨ）显著增加。通过与携带线粒体特异性荧光蛋白 Dendra2 的小鼠杂交，研究人员发现Ant2?/? CD8? T 细胞的线粒体生物量增加，线粒体 DNA 拷贝数也更高。Seahorse 分析表明，Ant2?/? CD8? T 细胞的备用呼吸能力增强，同时 ROS 产生增加，线粒体形态发生改变。
- 幼稚Ant2?/? CD8? T 细胞具有激活样蛋白质组和独特线粒体：蛋白质质谱分析显示，Ant2?/? CD8? T 细胞中有 412 种蛋白质上调，610 种蛋白质下调。线粒体相关蛋白质中，有 56 种在Ant2?/? 细胞中富集。这些细胞中，OXPHOS 和 TCA 循环相关蛋白上调，同时抗氧化酶等解毒机制也增强，表明Ant2?/? T 细胞发生了代谢重编程。
- 幼稚Ant2?/? CD8? T 细胞具有特殊线粒体和激活样代谢特征：通过13C6 - 葡萄糖和13C5 - 谷氨酰胺追踪实验发现，Ant2?/? 幼稚 CD8? T 细胞的葡萄糖代谢发生重编程，如磷酸肌酸与肌酸水平比值下降，NAD?/NADH 比值降低，丙酮酸代谢改变，脯氨酸生物合成增加。这些代谢变化表明Ant2?/? T 细胞通过多种代谢途径适应 OXPHOS 限制，维持细胞内环境稳定。
- 降低的 NAD?/NADH 比值驱动的代谢适应是Ant2?/? T 细胞增殖增强的基础：通过使用化合物调节 NAD?/NADH 比值，研究人员发现降低该比值会抑制Ant2?/? CD8? T 细胞的增殖优势，而增加该比值则会增强其增殖能力。此外，抑制线粒体生物发生和清除 mtROS 会降低细胞增殖，说明线粒体重编程为Ant2?/? T 细胞提供了增殖优势。
- ANT 的药物抑制增强幼稚 T 细胞激活和抗肿瘤活性：研究人员用羧基苍术苷（CATR）和苍术苷（ATR）对 WT 小鼠进行处理，发现抑制 ANT 可显著增加 T 细胞增殖和 IFNγ 产生，增强线粒体生物量和抗肿瘤活性。这表明限制线粒体 ATP 转移到细胞质可诱导代谢适应，增强 T 细胞对激活刺激的反应，具有潜在的治疗价值。
研究结论和讨论部分指出，Ant2 敲除导致的 OXPHOS 限制促使 T 细胞发生显著的代谢适应。为维持 NAD?水平，幼稚Ant2?/? T 细胞增加线粒体生物发生，进行线粒体重编程，增强有氧糖酵解和脯氨酸生物合成，并上调抗氧化防御机制。这些代谢改变使Ant2?/? 幼稚 T 细胞呈现出激活样的代谢特征和行为，似乎绕过了典型的激活代谢重编程。此外，对 ANT 的药物抑制可在 WT 细胞中重现Ant2?/? 模型的效果，有望通过调节 T 细胞代谢来优化免疫治疗。该研究为深入理解 T 细胞代谢与免疫功能的关系提供了新视角，为开发新型免疫治疗策略奠定了理论基础，具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值。
