根据加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一项新研究,肌酸(一种作为补充剂在运动员和健美运动员中广受欢迎的有机酸)能增强一类关键的免疫细胞(T细胞)的功能,从而激活和武装身体的主要抗癌力量。这项发表在《自然》杂志上的研究发现,CD8+ T细胞(细胞毒性T淋巴细胞)通过细胞表面转运蛋白SLC6A8摄取肌酸。T细胞受体(TCR)的激活会上调SLC6A8的表达,从而增加肌酸的摄取。一旦进入T细胞内,肌酸(通过肌酸激酶)会作为“磷酸基团”的储存库,迅速将三磷酸腺苷(ADP)转化为三磷酸腺苷(ATP),以维持T细胞的代谢需求。在肿瘤小鼠模型中,SLC6A8的敲除(通过CRISPR-Cas9)会损害CD8+ T细胞的增殖和细胞因子的产生(干扰素-γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)),并减轻肿瘤的消退。作者建议,肌酸补充剂(通过增加T细胞中ATP的可用性)可以增强免疫检查点抑制剂(如抗PD-1、抗CTLA-4)的疗效。
T细胞代谢
初始CD8+ T细胞主要利用氧化磷酸化(OXPHOS)和三羧酸(TCA)循环来产生ATP。在T细胞受体(TCR)和CD28的共同刺激下,CD8+ T细胞被激活,并转变为“效应”表型。效应CD8+ T细胞会转变为有氧糖酵解(“瓦博格效应”),以支持增殖和效应功能(细胞因子的产生和细胞毒性)。
肌酸激酶系统
肌酸激酶系统由肌酸激酶(CK)和磷酸肌酸(PCr)组成。肌酸激酶催化肌酸将磷酸基团从ATP转移到自身,从而生成磷酸肌酸(PCr)。磷酸肌酸(PCr)可作为“磷酸基团”的储存库,在ADP水平升高时迅速重新生成ATP。
主要发现
1. T细胞通过SLC6A8摄取肌酸
在T细胞受体(TCR)激活后,CD8+ T细胞会上调肌酸转运蛋白SLC6A8的表达。细胞通过SLC6A8从胞外环境中摄取肌酸。
2. 肌酸增强T细胞的代谢适应性
在CD8+ T细胞中,肌酸(通过肌酸激酶)可迅速将ADP转化为ATP,从而维持ATP水平。这有助于增强T细胞在营养缺乏的肿瘤微环境(TME)中的增殖和效应功能(IFN-γ、TNF-α的产生)。
3. SLC6A8敲除会损害抗肿瘤免疫
在肿瘤小鼠模型中(B16黑色素瘤),在CD8+ T细胞中特异性敲除SLC6A8(通过CRISPR-Cas9)会抑制肿瘤的消退。
临床意义
1. 免疫检查点抑制剂(ICIs)
肌酸补充剂(每日5-10克)与免疫检查点抑制剂(抗PD-1、抗CTLA-4)联合使用,可提高癌症患者的客观缓解率(ORR)。
2. CAR-T细胞疗法
在CAR-T细胞的离体扩增过程中,向培养基中添加肌酸(10-20 mM)可能会产生更“健康”的CAR-T细胞,具有更强的效应功能和更好的记忆潜力。
未来方向
-
临床试验:在黑色素瘤或非小细胞肺癌患者中开展II期临床试验,将肌酸补充剂(5-10克/天)与免疫检查点抑制剂(帕博利珠单抗、纳武利尤单抗)联合使用。主要结局:客观缓解率(ORR)和无进展生存期(PFS)。
-
CAR-T细胞:在肿瘤小鼠模型中,测试用肌酸预处理的CAR-T细胞的疗效。
-
人类遗传学:分析SLC6A8基因中的单核苷酸多态性(SNP),以评估其与癌症患者免疫治疗反应的相关性。
结论
这项发表在《自然》杂志上的研究发现,CD8+ T细胞利用SLC6A8摄取肌酸,以维持其代谢适应性和效应功能。 肌酸补充剂可能会增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤效果。