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Front Immunol专题: 肿瘤微环境免疫代谢的特点和机制
点击次数:84 发布时间:2019-03-30 返回

免疫编辑协调肿瘤的发生和发展。尽管最近免疫疗法的进展令人鼓舞,并且无数患者已经从中显著获益,但由于肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的复杂性和多样性,大部分患者仍然对免疫疗法反应较弱。探索TME驱动的肿瘤发生和发展的潜在机制对于开发癌症治疗的潜在精确方法是亟待解决的科学问题。

  细胞需要能量来维持其存活,并且多种代谢物自身也具有生物活性。代谢调节细胞的表型和生物学功能已被广泛认知。在TME中,肿瘤细胞和免疫细胞重编程其代谢模式以适应缺氧、酸性和低营养的微环境。例如,肿瘤细胞显示增强的有氧糖酵解(Warburg效应)但减少氧化磷酸化(OXPHOS)。巨噬细胞倾向于M2极化,表现出上调的脂肪酸合成和β-氧化。细胞毒性T淋巴细胞显示出下调的糖酵解,但OXPHOS增强。因此,肿瘤微环境中各种细胞的代谢重编程对肿瘤免疫编辑具有重要意义。了解肿瘤细胞和免疫细胞的代谢重编程将为调节肿瘤免疫提供新的方向。

缺氧有助于致癌基因的激活和肿瘤抑制因子的丧失,这些抑制因子构成了Warburg效应的主要调节因子和许多其他代谢途径,例如谷氨酰胺酶水解。缺氧诱导因子通过增加血管内皮生长因子促进血管生成并调节TME中的细胞表型。Sormendi和Wielockx总结了目前在癌症发展过程中缺氧重编程TME中癌细胞和免疫细胞代谢的进展及机制。内皮细胞(EC)介导血管新生用于向肿瘤组织输送氧气和营养物质。Zecchin等讨论了EC如何调整其代谢以在TME中形成血管。

  免疫和线粒体彼此紧密相关。线粒体是细胞能量代谢最重要的细胞器。它们调节免疫细胞的活化,分化和存活,以及释放信号,如线粒体DNA(mtDNA)和线粒体ROS(mtROS),以调节免疫细胞的转录。Angajala等讨论了线粒体协调驱动不同免疫反应的潜在机制。

  甲羟戊酸代谢常由糖酵解推动,它是癌症干细胞和免疫细胞的关键代谢途径,可调控免疫监视。Gruenbacher和Thurnher讨论了激活和分化诱导的代谢重编程如何影响免疫和癌细胞中胆固醇生物合成的甲羟戊酸途径。他们得出结论,虽然抑制肿瘤细胞中甲羟戊酸代谢可能会减弱生长和增殖,但先天免疫细胞如巨噬细胞中的甲羟戊酸途径可能有助于肿瘤免疫。

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