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做免疫研究,除了细胞数量和功能,别忘记免疫代谢

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 楼主| 发表于 2022-6-5 15:58:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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大多数免疫学家对本科时学习的代谢途径已经渐渐淡忘了,他们可能认为这些途径在科学上很有趣,但不太可能影响他们对复杂免疫反应的研究。同样,那些后来成为免疫学家的科学家在很大程度上不知道代谢途径如何与他们的研究直接相关,除非他们对免疫细胞在肥胖或代谢疾病(如 2 型糖尿病)中的作用特别感兴趣。当然,少数免疫学家正在考虑免疫细胞功能中的代谢过程,30 多年前的早期研究描述了某些代谢物对巨噬细胞、中性粒细胞和 T 细胞功能的需求,这些研究主要集中在能量产生和生物合成上,因为活化的巨噬细胞或快速分裂的 T 细胞具有巨大的代谢需求。

在免疫方面,代谢途径的特定改变与免疫效应功能直接相关,最显著的是产生不同的细胞因子。不同功能的免疫细胞使用几种不同的代谢途径来产生足够水平的能量储存,以支持自身生存,并产生大量生物合成中间体帮助细胞生长和增殖。免疫细胞代谢目前认为存在六种关键代谢途径,在促进细胞存活或生长的关键产物的产生中具有重要作用。糖酵解、三羧酸 (TCA) 循环、磷酸戊糖、脂肪酸氧化、脂肪酸合成和氨基酸途径在细胞中各有独特的用途,并受细胞信号通路的调节。

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糖酵解将葡萄糖转化为丙酮酸,然后丙酮酸可以转化为乳酸并分泌,也可以进入三羧酸 (TCA) 循环,在其中生成 NADH 和 FADH2 用于电子传递链,从而产生 ATP。
糖酵解还为戊糖磷酸途径 (PPP) 提供底物,该途径为核苷酸、氨基酸和 NADPH 生成核糖。 NADPH 用于脂肪酸合成,它使用从 TCA 循环中提取的柠檬酸盐。
脂肪酸也可以被氧化,产生 NADH 和 FADH2,它们再次驱动电子传递链产生 ATP。
最后,氨基酸代谢可以促进 TCA 循环,对细胞生长和蛋白质生物合成也很重要。在该图中,需要氧气的路径用绿色框表示,不依赖氧气的路径用蓝色框表示。此外,代谢途径的抑制剂以灰色框表示。 BPTES是双-2-(5-苯基乙酰氨基-1,3,4-噻二唑-2-基)乙基硫醚的缩写。
信源:O'Neill LA, Kishton RJ, Rathmell J. A guide to immunometabolism for immunologists. Nat Rev Immunol. 2016;16(9):553-565. doi:10.1038/nri.2016.70
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