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23种代谢产物与肿瘤免疫

肿瘤微环境TME)对免疫细胞的正常功能造成了一些障碍,包括代谢挑战和免疫抑制微环境。肿瘤细胞代谢活性的增加会导致免疫细胞所需的关键营养物质的消耗和阻碍抗肿瘤免疫的副产物的积累。此外,抑制免疫细胞的前身,如调节性T细胞和髓系抑制细胞,以及免疫抑制受体的表达会对免疫细胞的代谢和功能产生负面影响。




1. 葡萄糖

  • 巨噬细胞:促进ROS(Reactive oxygen species)合成;PGE2合成

  • NK细胞:抗肿瘤活性;氧化磷酸化;细胞因子产生

  • DC细胞:BMDCs 和 CD11c+MHC II+ DCs迁移;存活;激活;细胞因子产生;新生的脂肪的发生

  • T细胞:早期效应功能

2. 谷氨酰胺

  • 巨噬细胞:氧化ATP的产生

  • DC细胞:pDC激活

  • T细胞:氧化ATP的产生;效应功能;细胞因子产生

3. 乙酸

  • T细胞:效应功能;

4. 乳酸

  • NK:抑制免疫监视

  • T细胞:促进Treg氧化ATP的产生;细胞活力下降;细胞毒功能下降;抑制免疫监视

 5. 谷氨酸盐

  • T细胞:增殖增强

6. 精氨酸

  • 巨噬细胞:NO产生增加;病原微生物清除增强

  • DC细胞:NO产生增加

  • T细胞:增殖增强;细胞因子产生增加


7. 丝氨酸

  • 巨噬细胞:IL-1β产生增加

  • T细胞:效应功能增强;为生长和增殖的线粒体生物合成增强

8. 蛋氨酸

  • T细胞:Th17炎症倾向增强;蛋白质合成增加

9.  丙氨酸

  • T细胞:激活过程中的蛋白质合成增加

10. 脂肪酸

  • 巨噬细胞:增强巨噬细胞极化

  • NK细胞:细胞因子产生减少

  • DC细胞:通过脂肪酸氧化静息BMDCs 氧化磷酸化

  • T细胞:记忆形成;组织驻留CD8+T细胞的持久性;促炎症细胞因子产生(饱和脂肪酸);抗炎症细胞因子产生(多不饱和脂肪酸);效应功能(短链脂肪酸)。


11. 色氨酸

  • T细胞:增殖增强;抑制肿瘤微环境中Treg形成

12. 犬尿氨酸

  • T细胞:增殖抑制

  • NK细胞:增殖抑制

13. 钾(高)

  • T细胞:效应功能抑制;持久性降低

14. 磷酸烯醇式丙酮酸

  • T细胞:效应功能

15. R-2-羟戊二酸

  • T细胞:激活和增殖增强

16. S-2-羟戊二酸

  • T细胞:增殖存活效应功能

17. 腺苷

  • 巨噬细胞:M2极化

  • NK细胞:抑制增殖、细胞因子产生及效应功能

  • DC细胞:促进Th2表型

  • T细胞:Th2表型


18. 胆固醇

  • T细胞:耗竭

19. 亚甲基丁二酸

  • 巨噬细胞:炎症性细胞因子产生减少

20. PGE2

  • 巨噬细胞:M2极化

  • NK细胞:存活及趋化因子表达下降

  • DC细胞:迁移能力下降

  • T细胞:Treg分化增强;抗炎细胞因子增加;效应细胞因子减少

21. NO

  • 巨噬细胞:M1极化;糖酵解增强,氧化磷酸化下降

  • DC细胞:糖酵解增强,氧化磷酸化下降

  • T细胞:增殖减弱

22. 谷胱甘肽

  • T细胞:增殖增强,也增加Treg免疫抑制

23. 甲基乙二醛

  • T细胞:增殖减弱


免疫细胞的生存环境很重要,吃好喝好休息好,才能执行功能。


主要参考文献

  1. Field CS, Baixauli F, Kyle RL, Puleston DJ, Cameron AM, et al. 2020. Mitochondrial integrity regulated by lipid metabolism is a cell-intrinsic checkpoint for Treg suppressive function. Cell Metab. 31:422–37.e5

  2. Hatae R, Chamoto K, Kim YH, Sonomura K, Taneishi K, et al. 2020. Combination of host immune metabolic biomarkers for the PD-1 blockade cancer immunotherapy. JCI Insight 5(2):133501

  3. Kanarek N, Petrova B, Sabatini DM. 2020. Dietary modifications for enhanced cancer therapy. Nature 579:507–17

  4. Kurniawan H, Franchina DG, Guerra L, Bonetti L, Soriano-Baguet L, et al. 2020. Glutathione restricts serine metabolism to preserve regulatory T cell function. Cell Metab. 31(5):920–36.e7

  5. Lau AN, Vander Heiden MG. 2020. Metabolism in the tumor microenvironment. Annu. Rev. Cancer Biol. 4:17–40


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