TH17細(xì)胞是一種產(chǎn)生白細(xì)胞介素17的CD4 T細(xì)胞。它們是長壽細(xì)胞，需要大量的生物能量和資源來實現(xiàn)自身的增殖，并產(chǎn)生細(xì)胞因子。因此，TH17細(xì)胞的新陳代謝方式引起了研究人員的興趣。

TH17細(xì)胞的代謝有兩種：一種是通過氧化磷酸化的方式，一種是通過糖酵解。這種代謝的差異不但會影響它們的生長速度，而且會影響它們抵抗感染和腫瘤的能力。

當(dāng)人體有慢性炎癥或感染，TH17細(xì)胞使用稱為氧化磷酸化的過程來產(chǎn)生細(xì)胞因子。氧化磷酸化也稱為線粒體氧化磷酸化，是將食物轉(zhuǎn)化為能量的主要途徑之一。它發(fā)生在線粒體內(nèi)，其中的氧化酶系統(tǒng)將來自食物的電子轉(zhuǎn)移給氧氣，以產(chǎn)生能量和水。在TH17細(xì)胞中，氧化磷酸化過程被用來產(chǎn)生細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子幫助維持炎癥反應(yīng)并引導(dǎo)免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。

采用這種方式的TH17細(xì)胞更依賴于線粒體活性，此時它們的生長速度比使用糖酵解時更慢。即使在研究人員試圖通過將氧化磷酸化細(xì)胞置于促進(jìn)糖酵解的溶液中來改變它們的新陳代謝之后，細(xì)胞的新陳代謝和生長速率仍然保持不變。這表明細(xì)胞在早期發(fā)育過程中的新陳代謝對其生長速度的影響大于后期新陳代謝的任何變化。

雖然不同代謝途徑對于TH17細(xì)胞的分化和功能影響不大，但它們對于細(xì)胞的代謝活性、氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞凋亡有顯著影響。當(dāng)TH17細(xì)胞使用不同的代謝過程時，會影響其抵抗有害分子活性氧的能力，這可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

當(dāng)暴露在氧化應(yīng)激下時，糖酵解TH17細(xì)胞比氧化磷酸化TH17細(xì)胞更容易死亡。這是因為，糖酵解途徑會促使TH17細(xì)胞吞噬更多的線粒體，從而減少了細(xì)胞中的抗凋亡調(diào)節(jié)劑。相反，氧化磷酸化途徑則沒有太多的線粒體自噬，使得更多的線粒體得以積累，因此細(xì)胞中抗凋亡調(diào)節(jié)劑較多，促凋亡激活劑則減少。

研究人員在體內(nèi)實驗中觀察到了氧化磷酸化TH17細(xì)胞的抗細(xì)胞凋亡特征，與糖酵解TH17細(xì)胞相比，氧化磷酸化TH17細(xì)胞持續(xù)存在的比例更高。這表明氧化磷酸化途徑為細(xì)胞提供了生存優(yōu)勢。

為了檢查在兩種途徑是否會賦予TH17細(xì)胞不同的存活率和持久性，研究人員進(jìn)行了競爭性共轉(zhuǎn)移實驗。結(jié)果表明，氧化磷酸化TH17細(xì)胞在體內(nèi)具有更長的持久性。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，將氧化磷酸化TH17細(xì)胞轉(zhuǎn)移到荷瘤小鼠體內(nèi)后，會導(dǎo)致腫瘤生長減慢，改變腫瘤浸潤T細(xì)胞的組成和效應(yīng)功能，表明氧化磷酸化TH17細(xì)胞引起了持續(xù)的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

深入了解免疫細(xì)胞代謝能量的機制，可能會為治療由TH17細(xì)胞驅(qū)動的疾病開辟新的療法。通過尋找促進(jìn)這些細(xì)胞氧化磷酸化的方法，研究人員可以延長其壽命并增強其抵御疾病的能力。

參考文獻(xiàn)：

Hong H S, Mbah N E, Shan M, et al. OXPHOS promotes apoptotic resistance and cellular persistence in TH17 cells in the periphery and tumor microenvironment[J]. Science Immunology, 2022, 7(77): eabm8182.