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综述:线粒体和溶酶体在T细胞免疫代谢中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月24日 来源:TRENDS IN Immunology 13.9
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这篇综述深入探讨了线粒体(mitochondria)和溶酶体(lysosomes)如何通过代谢重编程和信号传导调控T细胞命运与功能。文章系统总结了两种细胞器在T细胞激活、分化(如CD8+效应/记忆亚群)、耗竭及自身免疫中的作用机制,并强调其通过氧化磷酸化(OXPHOS)、自噬(autophagy)和代谢物介导的表观遗传修饰(如乙酰化/甲基化)调控免疫应答。靶向干预线粒体-溶酶体互作(如mTORC1-TFEB轴)为感染、肿瘤及自身免疫疾病提供了新策略。
T细胞作为适应性免疫的核心,其功能高度依赖代谢重编程。线粒体通过氧化磷酸化(OXPHOS)和三羧酸循环(TCA cycle)提供能量和生物合成前体,而溶酶体通过自噬和脂解作用回收营养物质。两者协同调控T细胞从静止状态到激活、分化的全过程。例如,CD8+效应T细胞(Teff)依赖糖酵解,而记忆T细胞(Tmem)需要线粒体融合和备用呼吸容量(SRC)维持长期存活。

发育与激活:胸腺发育中,双阴性(DN3)阶段T细胞通过线粒体丙酮酸载体(MPC1)促进β选择,而mTORC1-MYC轴驱动αβ谱系定向。CD4+ T细胞激活需电子传递链(ETC)复合体II,其抑制剂(如二甲双胍)可阻断炎症反应。
亚群特异性调控:
CD8+ T细胞:线粒体膜电位(MMP)和活性氧(ROS)水平决定效应与记忆分化。OPA1介导的线粒体融合增强Tmem生成,而Drp1介导的裂变促进糖酵解依赖的Teff功能。
调节性T细胞(Treg):TFAM和LKB1-mTORC1信号维持线粒体呼吸,支持效应Treg(eTreg)的抑制分子(如CTLA-4、IL-10)表达。
耗竭与干预:慢性抗原刺激导致线粒体功能障碍,如PD-1信号抑制Drp1依赖性裂变,而ACLY-KAT2A介导的乙酰化加剧终末耗竭。靶向MCJ(ETC复合体I抑制剂)可恢复CD8+ T细胞抗肿瘤活性。
自噬的双重角色:
静息和记忆T细胞依赖自噬维持生存,如Parkin/Nix介导的线粒体自噬(mitophagy)清除损伤线粒体,防止铁死亡(ferroptosis)。
肿瘤微环境(TME)中,自噬抑制(如Atg5缺失)通过降低组蛋白H3K27me3促进效应记忆T细胞分化。
溶酶体信号平台:
营养感应:氨基酸激活溶酶体表面Rag GTPases-mTORC1轴,驱动合成代谢;而饥饿时AMPK-TFEB通路增强分解代谢。
组织适应:TFEB超激活通过CCR9促进肠道CD8+组织驻留记忆T细胞(TRM)迁移。
线粒体-内质网接触(MERCs)通过钙流调控T细胞活化,如MFN2-SERCA2互作增强CD8+ T细胞毒性。溶酶体代谢物(如乳酸)通过组蛋白乳酰化(lactylation)抑制线粒体氧化,而锂盐可逆转此效应。
疾病关联:
肿瘤:乳酸驱动Treg增殖,而Vps34抑制自噬可减少肿瘤内Treg积累。
自身免疫:Eomes+ CD4+ T细胞线粒体扩增加剧脑炎,而Treg线粒体应激导致溶酶体功能障碍。
单细胞CRISPR筛选和代谢流分析(如SCENITH)将揭示器官微环境特异性机制。靶向干预(如增强线粒体转移或溶酶体生物合成)有望改善T细胞治疗策略。
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