综述:NAD+代谢在先天性和适应性免疫细胞中的功能

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:Journal of Inflammation 4.4

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  这篇综述系统阐述了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)在巨噬细胞和T细胞中的代谢调控机制及其免疫学意义,揭示了NAD+通过调节糖酵解(Glycolysis)、氧化磷酸化(OXPHOS)和表观遗传修饰(如Sirtuins、PARPs)影响免疫细胞极化(如M1/M2型巨噬细胞、Th1/Th17/Treg细胞分化),为自身免疫病(如EAE、ITP)和肿瘤免疫治疗(如CAR-T、PD-1抑制剂联用)提供了新靶点。

  

NAD+代谢与免疫细胞功能的核心关联

NAD+作为关键辅酶,通过氧化还原态(NAD+/NADH)和磷酸化形式(NADP+)调控能量代谢,同时作为PARPs、Sirtuins和CD38等酶的底物参与DNA修复、表观遗传和信号转导。其合成依赖三条通路:色氨酸从头合成(IDO1限速)、Preiss-Handler通路(烟酸为前体)和补救通路(NAMPT催化NAM→NMN→NAD+)。

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巨噬细胞的NAD+动态平衡与炎症调控

M1型巨噬细胞在LPS/IFN-γ刺激下NAD+水平显著下降,主因CD38和PARPs的过度消耗。NAMPT驱动的补救通路虽上调,但IDO1/KYNU与QPRT表达失衡导致从头合成受阻,形成代谢瓶颈。有趣的是,NAD+耗竭本身可促进M1极化:QPRT缺陷巨噬细胞表现出糖酵解增强和IL-1β分泌增加,而NMN补充则通过抑制COX-2减轻炎症。肿瘤微环境中,NAMPT通过稳定HIF-1α驱动M2型TAMs的免疫抑制表型,凸显微环境特异性调控。

T细胞的NAD+代谢与功能编程

与巨噬细胞相反,TCR激活后NAD+水平随NAMPT上调而增加,经TUB转录调控支持克隆扩增。单细胞分析显示NADH浓度可预测T细胞增殖潜能。在病理状态下:

  • 抗肿瘤免疫:TILs中NAD+匮乏导致线粒体功能障碍和耗竭标志物(PD-1、TIM-3)上调,而NR/NMN补充可恢复效应功能并增强PD-1抑制剂疗效。
  • 自身免疫病:NAD+输注通过色氨酸羟化酶-1将Th1细胞转化为IL-10分泌细胞缓解EAE,而FK866抑制NAMPT同样有效,提示剂量和通路选择的复杂性。

治疗前景与未解之谜

临床前研究证实NAD+前体(NR/NMN)在衰老相关免疫衰退和肿瘤免疫治疗中的潜力,但需解决细胞类型特异性效应(如巨噬细胞促炎vs T细胞抗耗竭)和微环境影响因素。未来需探索亚细胞NAD+动态分布与免疫记忆形成的关联,以及衰老过程中免疫细胞NAD+衰减的分子机制。

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