来自华盛顿大学医学院的研究人员在新研究中证实,癌细胞对糖的嗜好可能严重影响了免疫细胞的功能。科学家发现,当从重要的免疫细胞——T细胞处剥夺糖时,这些细胞不再生成对抗肿瘤和某些感染的关键炎症化合物——γ-干扰素。该研究于6月6日发表在《细胞》(Cell)杂志上。
病理学和免疫学助理教授Erika Pearce博士指出:“T细胞可以进入肿瘤,但不幸的是,它们往往无法有效杀死癌细胞。缺乏生成γ-干扰素的能力可能是导致其无法杀伤肿瘤的原因之一。通过更深入地了解糖代谢如何影响干扰素生成,我们或许能够开发出通过增强T细胞功能来对抗肿瘤的新疗法。”
根据Pearce的说法,抑制γ-干扰素生成还可能有助于治疗自身免疫性疾病,这类疾病通常由T细胞过度炎症反应引起。
Pearce的见解源于她对T细胞代谢的研究。像大多数细胞一样,T细胞要么利用高效的氧化磷酸化过程,要么利用低效的有氧糖酵解来产生能量。通常,细胞主要依赖氧化磷酸化产生能量,此时需要氧气。如果氧气不足,大多数细胞会切换到有氧糖酵解。低糖水平可以迫使细胞采用氧化磷酸化。
然而,科学家们并不清楚为何许多细胞(包括T细胞)在需要快速增殖时会切换到有氧糖酵解。当T细胞对入侵者或肿瘤做出反应时,它们会快速增殖,科学家认为切换到有氧糖酵解对这一增殖过程至关重要。
在这项新研究中,论文第一作者、Pearce实验室博士后研究员Chih-Hao Chang建立了一个系统,使他能够控制试管中T细胞可获得的资源。通过切换细胞可获得的糖,他能够迫使细胞采用氧化磷酸化或有氧糖酵解。
Chang说:“传统观点认为,增殖的T细胞需要利用糖酵解。我们发现事实并非如此:它们也利用氧化磷酸化来支持细胞增殖。”
在增殖启动后,T细胞可以利用任何一种能量生成过程来维持自身。但当科学家迫使T细胞从有氧糖酵解切换到氧化磷酸化时,出现了一个问题。
Pearce说:“当糖酵解关闭时,参与糖酵解的一些蛋白并没有消失——它们是相当稳定的蛋白,因此它们能够留在细胞中参与其他过程。由于其中的一种蛋白GAPDH能够抑制γ-干扰素生成,这可能导致T细胞出现问题。”
当科学家将T细胞和癌细胞共同放入一个培养皿中,由于癌细胞消耗大量糖,导致T细胞生成炎症化合物的能力受损。而当研究人员直接给T细胞补充糖时,炎症化合物的生成量翻了一番。
Pearce说:“它就像一个开关,我们所需要做的就是按动它,改变糖的供应。T细胞往往可以去到任何地方:肿瘤、炎症、感染,但有时它们却什么也不能做。如果我们能够确定这一开关与体内的这些故障有关,我们或许就能找到一种方法来恢复T细胞的战斗力。”