T 细胞代谢途径研究新发现，有望为免疫学研究开拓新路

美国密西根大学罗杰尔癌症中心（University of Michigan Rogel Cancer Center）的研究团队早前在《科学免疫学》（Science Immunology）期刊发表其 T 细胞代谢途径研究的成果。该团队成功开发一套体外（in vitro）培养系统，以有别于使用传统培养基的方式来为 T 细胞提供养分，并发现所培养出来的细胞代谢模式与生物体内的 T 细胞相似。团队相信这种新技术有望为免疫学研究带来新方向，有助研究人员在实验室中观察不同的代谢模式如何调节 T 细胞在生物体内的持久性。

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T 细胞如何分门别类各司其职？代谢途径正是关键

研究团队由罗杰尔癌症中心肿瘤学研究教授 Costas A. Lyssiotis 博士带领，以一种称为“T_H17 细胞”的 CD4+ T 细胞为研究对象。这种辅助性 T 细胞（T helper cells，Th）表面具有 CD4 分子，会参与抵抗病原体感染和癌细胞的适应性免疫（Adaptive immunity），因会产生白细胞介素17（Interleukin 17，IL-17）而得名。T_H17 细胞在黏膜免疫反应（Mucosal immune response）中扮演重要角色，保护生物体免受传染病原体侵害，如果 T_H17 细胞持久力不足，代表免疫系统已被削弱。相反，如果 T_H17 细胞变得过度活跃，就会触发自体免疫（Autoimmunity），针对生物体本身健康的细胞和组织发动免疫攻击，继而可能引致严重疾病。

论文第一作者 Hanna S. Hong 表示，不同种类 T 细胞的特定身份和功能取决于其代谢途径，因此各种 T 细胞的内部运作都不尽相同。对于包括 T 细胞在内的活细胞，糖解作用（Glycolysis）和氧化磷酸化（Oxidative phosphorylation，OXPHOS）是它们从食物分子中获取能量的主要代谢途径，而后者所能产生的能量（以 ATP 的形式）远比前者为多。

根据团队过去的研究所得的结果，细胞在生物体内将营养物质转化为能量的机制与实验室中的代谢模型差异甚大，这种差异妨碍会科学家将现有研究成果应用于现实世界。现时常用的培养基大多会驱使 T_H17 细胞透过糖解以获取能量，但这与生物体内的 T 细胞的情况并不吻合。在这项研究中，Hong 针对现有的培养基的作出改良，开发出一种新的体外培养系统。新的培养基会诱导 T_H17 细胞依靠氧化磷酸化来产生能量，研究人员发现以这种新方式培养的 T_H17 细胞代谢模式与生物体内的 T 细胞相似。

氧化磷酸化使 T 细胞持久力更强、抗凋亡能力更高

这项研究其中一个重要发现是在氧化磷酸化培养基中生长的 T_H17 细胞具有更高持久力。氧化磷酸化使 T_H17 细胞的粒线体（Mitochondria）更强壮、较少出现粒线体自噬（mitophagy）的情况。此外，这些细胞还会呈现出一种对细胞凋亡（Apoptosis）更有抵抗力的表型（Phenotype），其特征为具有较多 BCL-XL（一种抗凋亡蛋白）而 BIM（一种促凋亡蛋白）则较少。相比之下，糖解作用会导致 T_H17 细胞更多发生粒线体自噬，而 BCL-XL 与 BIM 的份量亦不平衡，使细胞更容易凋亡。另一方面，研究人员又发现，在小鼠黑色素瘤模型中，氧化磷酸化有助保护 T_H17 细胞免于凋亡。