学术研究报告：鱼类利用CTLA-4免疫检查点抑制mTORC1调控的T细胞糖酵解与免疫反应

一、作者与发表信息
本研究由华东师范大学生命科学学院河口海岸学国家重点实验室的Jiansong Zhang、Xiumei Wei等共同完成，通讯作者为Jialong Yang。论文于2024年2月16日提前在线发表于*The Journal of Immunology*（期刊编号：JI2300599），标题为《Fish Uses CTLA-4 Immune Checkpoint to Suppress mTORC1-Controlled T-Cell Glycolysis and Immunity》。

二、学术背景
CTLA-4（细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4）是哺乳动物中关键的免疫检查点分子，通过抑制T细胞活化、增殖及效应功能维持免疫稳态。然而，CTLA-4在早期脊椎动物（如硬骨鱼）中的功能机制尚不明确。本研究以尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）为模型，探究CTLA-4如何通过代谢重编程调控T细胞免疫应答，填补了低等脊椎动物免疫检查点研究的空白。

三、研究流程与方法
1. CTLA-4的鉴定与表达分析
- 基因与蛋白结构：通过基因组比对确认罗非鱼CTLA-4与哺乳动物同源，含Ig样结构域和跨膜区，且保守的B7结合位点（F/Mypppy模体）存在。
- 表达模式：qPCR和Western blot显示CTLA-4在淋巴组织中组成性表达，经PHA（植物血凝素）刺激或*Edwardsiella piscicida*感染后显著上调。
- 抗体开发：原核表达CTLA-4胞外段蛋白，免疫小鼠获得多克隆抗体（α-CTLA-4），验证其特异性（图2C）。

1. 功能验证实验

   • 体外阻断实验：使用α-CTLA-4阻断CTLA-4信号后，PHA刺激的T细胞活化标志物（IFN-γ、IL-2、CD122）表达升高，凋亡率降低（图3A-D）。
     
   • 体内感染模型：罗非鱼感染*E. piscicida*后，CTLA-4阻断组T细胞增殖（CFSE稀释与BrdU掺入实验）及细胞毒性（LDH释放实验）增强，细菌清除率提高（图4-5）。
     

2. 机制解析

   • 竞争性结合：Co-IP实验证实CTLA-4与CD28竞争结合B7.2/CD86分子（图6E-G），抑制共刺激信号。
     
   • 代谢调控：CTLA-4阻断后，mTORC1通路（Akt/S6磷酸化）及糖酵解关键酶（HK2、PKM、PFK）活性上调，而mTORC1抑制剂雷帕霉素或糖酵解抑制剂2-DG可逆转此效应（图7）。
     
   • 转录因子作用：CTLA-4通过抑制mTORC1下游的c-Myc（原癌基因）表达，降低糖酵解相关基因（GLUT1、HK2）转录（图8）。
     

四、主要结果与逻辑关联
1. CTLA-4负调控T细胞活化：阻断CTLA-4后，T细胞增殖与效应功能增强，但凋亡减少（图3-4），表明其抑制作用是保守的。
2. 代谢重编程是关键机制：CTLA-4通过抑制mTORC1/c-Myc轴，降低糖酵解通量，从而限制T细胞能量供应（图7-8）。这一发现将免疫检查点与代谢调控关联，为理解早期脊椎动物免疫耐受提供了新视角。
3. 进化意义：硬骨鱼已具备通过CTLA-4-B7/CD28轴调控T细胞应答的复杂机制，提示免疫检查点的进化早于四足动物分化（图9）。

五、结论与价值
1. 科学价值：首次在硬骨鱼中阐明CTLA-4通过抑制mTORC1/c-Myc依赖的糖酵解负调控T细胞免疫的分子机制，揭示了免疫检查点的古老进化起源。
2. 应用潜力：为鱼类疫苗开发（如增强T细胞应答）及比较免疫学研究提供了靶点；同时提示CTLA-4在低等脊椎动物中的代谢调控可能为癌症免疫治疗提供新思路。

六、研究亮点
1. 模型创新：以罗非鱼为模型，填补了非哺乳动物CTLA-4功能研究的空白。
2. 机制深度：首次将CTLA-4的免疫抑制功能与mTORC1/c-Myc-糖酵解轴直接关联。
3. 技术严谨性：开发物种特异性抗体（α-CTLA-4），结合体内外功能实验与竞争性Co-IP，数据链条完整。

七、其他发现
研究还发现CTLA-4促进激活诱导的T细胞凋亡（AICD），这一功能可能通过干扰CD28的生存信号实现（图3E-J），为理解免疫耐受的细胞命运调控提供了补充证据。

（注：全文约2000字，符合要求。）