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88858cc永利官网黃波教授團隊揭示糖原代謝調控記憶性T細胞早期應答反應

作者: 時間:2022-06-23 點擊量:


6月22日,88858cc永利官网生物化學與分子生物學系黃波教授課題組以華中科技大學為第一完成單位,在Cell子刊Molecular Cell 雜志在線發表題為 TCR activation directly stimulates PYGB-dependent glycogenolysis to fuel the early recall response in CD8+ memory T cells 的最新研究成果,揭示了糖原代謝在記憶性T細胞早期應答過程中的重要作用。



記憶性T細胞(Memory T cell, Tm)對于保護高等生物免受病原體再次侵害至關重要,其具有兩個最本質的特征:(1)Tm細胞在病原菌被清除後能夠在體内長期存活(活得長);以及(2)Tm 細胞再次遇到抗原刺激時能夠快速産生應答反應(反應快)。快速的二次應答反應過程中,Tm細胞的代謝模式必須迅速切換到高效的能量生成狀态,盡管有研究證明Tm細胞早期應答反應中其代謝途徑由脂肪酸氧化快速轉變為糖酵解,這一過程仍未完全闡明清楚。葡萄糖是維持糖酵解代謝最主要的分子,然而本研究意外發現CD8+Tm細胞早期激活時并不依賴攝取外源的葡萄糖,其在在無葡萄糖的環境中仍能快速活化,提示其他物質參與葡萄糖的供給。

糖原是機體最重要的能量儲存物質,其分解後産生的6磷酸葡糖糖能夠迅速進入糖酵解途徑維持代謝需求。本研究團隊早期的成果已證實CD8+Tm細胞中有大量的糖原儲存(Nature Cell Biology;2018;2020)。在此基礎上,本研究進一步發現CD8+ Tm細胞再次受到抗原刺激時,細胞内糖原快速分解,維持糖酵解代謝的轉變,以及早期免疫應答反應的完成。另一方面,糖原分解産生的G6P部分進入PPP途徑産生NADPH,NADPH維持細胞内氧化還原穩态,保證Tm 細胞二次激活反應時的高質量和高活性。

糖原磷酸化酶(Glycogen phosphorylase,PYG)是糖原分解反應的關鍵酶,催化糖原裂解為1磷酸葡萄糖,具有三種亞型(PYGL,Liver; PYGM, Muscle; PYGB, Brain)。本研究發現PYGB在T細胞中高表達。重要的是,PYG一直被認為通過其絲氨酸磷酸化而發揮活性功能;本研究還首次發現TCR的下遊信号分子ZAP70/LCK能夠與PYGB直接結合,通過酪氨酸磷酸化激活PYGB,這很好地解釋了一旦啟動二次應答反應,CD8+Tm細胞如何快速動員糖原分解。基于這些發現,本研究得出結論,内源性糖原降解提供了碳源,在CD8+Tm細胞二次應答早期反應期間提供即時能量需求。

本研究證實了CD8+Tm細胞憑借其獨特的代謝模式和PYGB的快速激活,可以動員糖原分解來促進二次應答早期快速反應。這種糖原代謝不僅提供能量,而且有利于氧化還原穩态,确保CD8+Tm細胞的高質量應答反應。這些發現對于通過調節CD8+Tm細胞二次應答早期反應的糖原代謝來提高疫苗的效力具有重要意義。

本研究得到了國家自然科學基金、中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程和細胞生态海河實驗室創新基金等項目的資助。88858cc永利官网病理學系張華鋒副教授、生化系博士生劉金城、楊卓順為共同第一作者,黃波教授為通訊作者。

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