糖与脂肪:MAIT细胞的代谢调节新疗法潜力
近期,拉霍亚免疫学研究所(LJI)的科学家发现,MAIT细胞的代谢可以被调整以对抗各种病原体,这一发现可能会带来创新的治疗策略。MAIT细胞是一种非常规类型的白细胞,最近引起了免疫学家和临床医生的关注。与传统的T细胞不同,MAIT细胞主要存在于组织中,能够提供免疫保护,对于各种疾病具有重要的意义。
尽管MAIT细胞仅占血液中淋巴细胞的2%,但在人体内的数量相当丰富。它们在肝脏中的比例可达10%至40%,并且经常存在于肺部等组织中。然而,尽管MAIT细胞如此重要,关于它们的生物学和临床功能仍然存在许多未知之处。
为了弄清楚MAIT细胞的位置、功能、基因表达和代谢,LJI的科学家在一项新的研究中探索了小鼠肺部MAIT细胞。该研究由LJI导师Thomas Riffelmacher博士领导,他指出:"新陈代谢是细胞利用燃料分子进行工作的方式,近年来,研究开始将T细胞的功能与其代谢程序联系起来,但MAIT细胞的代谢研究尚未展开。"
为了在这一研究方向上取得突破,Riffelmacher与LJI教授和首席科学官Mitchell Kronenberg博士合作,后者是研究先天性T细胞的专家,能够更快速地做出反应。他们的最新研究工作描述了MAIT细胞的两个不同"口味":由糖驱动的抗病毒亚型和由脂肪驱动的抗菌亚型。这些发现可能引发新的疫苗和细胞治疗方法,改变这两种细胞群之间的平衡,以帮助个体对抗特定的病原体。
有趣的是,MAIT细胞不仅在感染后表现出类似记忆的增强反应,而且还增加了更多的细胞数量和更强的保护反应,以促进宿主的防御。Riffelmacher最初的研究目标是探索是什么分子变化推动了MAIT细胞的这种重要记忆功能。
为了达到这个目标,他在小鼠模型中使用了一个活的细菌疫苗菌株,结果MAIT细胞在动物的肺部迅速扩增了100倍。Riffelmacher没想到的是,在这个扩大的细胞群体中发现了两组不同的细胞。通过一系列细致的实验,研究人员发现了这两个细胞谱系之间的几个不同特性。
在另一个亚型的MAIT细胞中,它们主要存在于肺组织中,能够产生一种17型的免疫反应,由分泌不同的细胞因子——白细胞介素-17(IL-17)所定义。MAIT17细胞专门用于对抗细胞外微生物,比如导致肺炎的细菌。
为了证明它们独特的保护特性,研究人员纯化了MAIT1和MAIT17细胞,并将它们转移至新的小鼠体内。与未经处理的小鼠相比,这两个细胞群都增强了动物的免疫力。然而,MAIT1细胞对流感病毒提供了更好的保护,而MAIT17细胞对肺炎链球菌(最常见的肺炎病因之一)提供了保护。
更引人注目的是,这两种细胞类型拥有高度不同的新陈代谢程序。每种细胞类型似乎从不同的来源获得能量。
MAIT1细胞一直处于非常低能量的休眠状态,直到被激活,这时它们依靠糖(糖酵解)来获得燃料。另一方面,MAIT17细胞则高度活跃,需要不断消耗脂肪酸通过线粒体产生足够的能量。通过对白细胞代谢进行遗传操作,研究人员发现,当促进糖酵解时,MAIT1细胞数量增加,从而证实代谢对MAIT细胞的反应起到影响作用。
那么这是否意味着通过饮食摄入高脂肪的食物可以保护我们免受肺炎的伤害呢?Kronenberg表示,饮食可能会对代谢物在体内的分布产生一定的影响,但代谢在细胞和机体层面发挥功能的方式有所不同。目前没有证据表明改变个体的饮食模式会影响MAIT细胞的功能。
然而,通过调整这些代谢物的药理水平,研究人员实际上能够改变动物体内MAIT细胞的反应,使其更好地对抗病毒感染或细菌侵袭。
为了能够将这一发现应用于临床实践,研究人员建议开发疫苗来刺激MAIT1或MAIT17细胞的活性,或者甚至将这些细胞亚型移植到患者体内,以提高特定病原体的免疫反应。由于MAIT细胞及其相互作用的主要信号蛋白在个体和物种之间高度保守,它们引起移植物抗宿主反应的风险也相对较低。
Kronenberg表示:"我们希望未来能够拥有选择性地增强MAIT1或MAIT17细胞的工具,这样病人就可以根据需要调整免疫系统,以对抗不同的病原体。"这项研究为开发新的治疗策略奠定了基础,有望为更有效地应对感染和疾病带来新的突破。