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乳酸在免疫反应中的关键调节作用

期刊:ImmunityDOI:10.1016/j.immuni.2025.02.008

这篇文档属于类型b(综述类科学论文)。以下是针对该文档的学术报告:


作者与机构
本文由Alba Llibre、Salih Kucuk、Atrayee Gope、Michelangelo Certo和Claudio Mauro*共同完成,作者单位包括英国伯明翰大学医学与健康学院(University of Birmingham, College of Medicine and Health)。通讯作者为Claudio Mauro(c.mauro@bham.ac.uk)。论文于2025年3月11日发表在期刊《Immunity》上,标题为《Lactate: A Key Regulator of the Immune Response》,开放获取(Open Access),DOI: 10.1016/j.immuni.2025.02.008。

论文主题
本文系统综述了乳酸(lactate)在免疫调控中的多重作用,涵盖其在先天免疫、适应性免疫及疾病(如癌症、自身免疫病、感染和心血管疾病)中的机制,并探讨了靶向乳酸代谢的治疗潜力。


主要观点与论据

1. 乳酸的双重角色:从代谢废物到免疫信号分子

传统观点认为乳酸是糖酵解的终产物,但近十年研究揭示其作为燃料、表观遗传修饰因子(如组蛋白乳酸化,histone lactylation)和信号分子的功能。例如:
- 信号途径:乳酸通过膜受体(如GPR81、GPR132)和转运蛋白(如MCT1、SLC5A12)调控细胞活动。
- 表观调控:Zhang等(2019)首次发现乳酸可通过乳酸化修饰组蛋白H3K18,影响基因表达(如促炎基因ARG1)。
- 证据支持:在肿瘤微环境(TME)中,乳酸通过GPR81抑制树突状细胞(DCs)的抗原呈递能力,促进免疫逃逸(Colegio et al., 2014)。

2. 乳酸在先天免疫中的调控作用

乳酸对不同先天免疫细胞具有差异化影响:
- 中性粒细胞:在感染模型中,乳酸通过GPR81降低血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)表达,促进中性粒细胞从骨髓迁移至血液(Khatib-Massalha et al., 2020)。
- 巨噬细胞:乳酸诱导M2型极化(抗炎表型),例如通过HIF-1α-VEGF通路促进肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的促血管生成功能(Colegio et al., 2014)。
- NK细胞:乳酸抑制NK细胞活性,减少颗粒酶B(granzyme B)和IFN-γ分泌,促进肿瘤免疫逃逸(Brand et al., 2016)。

3. 乳酸在适应性免疫中的矛盾效应

乳酸对T细胞的影响因环境而异:
- 免疫抑制:在TME中,乳酸通过抑制糖酵解酶(如HK、PFK)和上调PD-1,削弱CD8+ T细胞毒性(Peralta et al., 2020)。
- 促炎作用:在类风湿性关节炎(RA)中,乳酸通过SLC5A12增强Th17细胞分化和IL-17分泌(Haas et al., 2015)。
- 调节性T细胞(Tregs):乳酸通过稳定FoxP3表达促进Tregs增殖,抑制抗肿瘤免疫(Angelin et al., 2017)。

4. 乳酸在疾病中的病理机制

  • 癌症:肿瘤细胞通过“瓦氏效应”(Warburg effect)产生大量乳酸,形成酸性微环境,抑制免疫细胞功能并促进转移(Faubert et al., 2017)。
  • 自身免疫病:RA和银屑病中,乳酸通过STAT3-PKM2轴驱动Th17炎症反应(Pucino et al., 2019)。
  • 感染:结核分枝杆菌利用乳酸调节宿主MAVS蛋白的线粒体定位,抑制I型干扰素反应(Zhang et al., 2021)。

5. 靶向乳酸代谢的治疗潜力

  • 抑制乳酸生成:LDHA抑制剂(如FX11)可减少肿瘤乳酸积累,恢复T细胞功能(Le et al., 2010)。
  • 阻断乳酸转运:MCT1/4双抑制剂(如syrosingopine)在急性髓系白血病(AML)中可逆转Tregs的免疫抑制(Zhang et al., 2024)。
  • 调节乳酸受体:GPR81拮抗剂在乳腺癌模型中可抑制转移(Chen et al., 2017)。

论文的意义与价值

  1. 理论价值:整合了乳酸在免疫代谢(immunometabolism)中的多效性,提出“乳酸革命”(lactate revolution)概念,推动对代谢物-免疫互作的理解。
  2. 临床转化:为癌症、自身免疫病和感染性疾病提供了新的治疗靶点,如针对乳酸化修饰或乳酸受体的药物开发。
  3. 跨学科影响:连接了代谢生物学、免疫学和表观遗传学领域,为复杂疾病的机制研究提供范式。

亮点
- 首次系统总结乳酸通过乳酸化修饰调控基因表达的机制。
- 阐明乳酸在免疫微环境中的双重作用(促炎/抗炎),强调其上下文依赖性(context-dependent)。
- 提出靶向乳酸通路的治疗策略,部分已进入临床前试验阶段。


(注:以上内容基于文档原文,未添加额外信息。)

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