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Science子刊丨中国医学科学院李珂/王凤合作揭示了CD8+ T细胞的激活和抗肿瘤免疫与葡萄糖转运体GLUT10之间的联系!
[发布时间:2024-09-09]

来源:iNature


CD8+ T细胞激活导致效应T细胞(Teffs)的快速增殖和分化,从而介导抗肿瘤免疫。尽管有氧糖酵解在CD8+ Teffs中优先被激活,但在低糖和酸性肿瘤微环境(TME)中调节CD8+ T细胞葡萄糖摄取的机制仍然知之甚少。


2024年8月28日,中国医学科学院李珂、王凤共同通讯Science Translational Medicine(IF=15.8)在线发表题为Activation and antitumor immunity of CD8+ T cells are supported by the glucose transporter GLUT10 and disrupted by lactic acid的研究论文,该研究发现CD8+ T细胞的激活和抗肿瘤免疫是由葡萄糖转运体GLUT10支持的,并可以被乳酸破坏。


具体来说,GLUT10缺乏抑制了肿瘤浸润性CD8+ T细胞的葡萄糖摄取、糖酵解和抗肿瘤效率。单独补充葡萄糖不足以恢复TME中CD8+ T细胞的抗肿瘤功能和葡萄糖摄取。通过分析肿瘤环境代谢物,我们发现高浓度乳酸通过直接结合GLUT10的细胞内基序降低了CD8+ T细胞的葡萄糖摄取、激活和抗肿瘤作用。通过模拟肽PG10.3破坏乳酸和GLUT10的相互作用,促进CD8+ T细胞对葡萄糖的利用、增殖和抗肿瘤功能。PG10.3与GLUT1抑制或抗程序性细胞死亡1抗体联合治疗具有协同抗肿瘤作用。数据表明,GLUT10是CD8+ T细胞选择性摄取葡萄糖所必需的,并确定TME积累的乳酸通过直接结合GLUT10并降低其葡萄糖运输能力来抑制CD8+ T细胞效应功能。破坏乳酸-GLUT10结合是一种有希望的治疗策略,可以增强CD8+ T细胞介导的抗肿瘤作用。

                          


       以往的研究表明,CD8+ Teffs具有较高的糖酵解代谢率,可诱导T细胞活化。葡萄糖摄取是葡萄糖转运蛋白促进物GLUT家族介导代谢的关键。葡萄糖转运蛋白1 (GLUT1)在CD4+ T细胞代谢重编程中表现出选择性的细胞内在功能,以驱动Teffs生长和扩张所需的糖酵解以及疾病中的炎症促进功能。然而,CD8+ T细胞中GLUT1的缺失并不影响其向Teffs的分化,这表明可能激活了替代葡萄糖转运蛋白,从而激活了CD8+ T细胞向Teffs的摄取和活化和分化。因此,探讨葡萄糖摄取和代谢在CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫中的机制和作用将是一个有趣的研究方向。

       葡萄糖转运10 (GLUT10)已被确定为GLUT家族成员中葡萄糖亲和力最高的葡萄糖转运蛋白,并通过抗坏血酸介导的途径参与脂肪形成。功能缺失突变(GLUT10G128E)与动脉扭曲综合征有关,因为它改变了血管生成。GLUT10也被发现对癌细胞增殖至关重要,与急性髓系白血病患者的生存率呈负相关,并且在高增殖性乳腺管腔肿瘤患者中特异性扩增然而,目前尚不清楚GLUT10是否介导免疫细胞的葡萄糖摄取和代谢,从而调节其激活和功能。

                        
GLUT10丰度在活化和肿瘤浸润的CD8+ T细胞中增加(图源自Science Translational Medicine

       在这项研究中,作者在体内和体外检测了GLUT家族成员在CD8+ T细胞激活和抗肿瘤免疫功能中的表达。在CD8+ T细胞活化和抗肿瘤免疫功能过程中,Glut10 mRNA表达迅速升高。基因靶向表明,GLUT10在CD8+ T细胞的葡萄糖摄取、增殖、效应功能和抗肿瘤免疫中具有选择性作用。然而,抑制肿瘤细胞的葡萄糖摄取不足以挽救CD8+ T细胞的葡萄糖摄取和抗肿瘤能力。

       此外,高浓度乳酸(LA)作为一种抑制因子,通过直接结合GLUT10和阻止葡萄糖摄取来抑制CD8+ T细胞的激活和效应功能。通过模拟肽阻断LA和GLUT10之间的相互作用可提高CD8+ T细胞对葡萄糖的利用,增加增殖率和抗肿瘤能力。这些发现为了解GLUT10在CD8+ T细胞活化和效应功能过程中代谢重编程中的作用和潜在机制提供了见解。该研究还表明,靶向结合乳酸和GLUT10的治疗性肽可能是一种抗肿瘤治疗选择。

       中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所李珂研究员为本论文的通讯作者。医药生物技术研究所博士研究生刘莹和博士后王凤(共同通讯作者)为本论文共同第一作者。


参考消息:
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk7399

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