细胞代谢与免疫调控的动态互作是维持免疫稳态、影响疾病进展的核心环节,而代谢物衍生的翻译后修饰(PTMs)作为连接二者的关键分子机制,近年来成为免疫学与代谢领域的交叉研究热点。免疫细胞激活后会启动精准的代谢重编程,以满足能量供应与生物合成需求,这种代谢变化不仅为细胞功能提供物质基础,更通过乳酸化、琥珀酰化等非乙酰类 PTMs,在表观遗传、蛋白质功能层面重塑免疫信号网络。然而,这些新兴 PTMs 在不同免疫细胞亚型中的调控规律、与疾病病理进程的关联及临床转化潜力,仍需系统梳理与深入解析。
2025 年 9 月 12 日,复旦大学附属中山医院吴顾杰/黄宜炜团队在Science Advances发表题为
Metabolism-driven posttranslational modifications and immune regulation: Emerging targets for immunotherapy的综述论文。该研究基于免疫代谢领域核心成果,系统阐述糖酵解、三羧酸循环(TCA)、脂质代谢、氨基酸代谢四大途径衍生PTMs的分子机制,及其在巨噬细胞、T细胞等关键免疫细胞中的功能作用,同时结合临床前实验探讨靶向这些PTMs的治疗策略,为免疫治疗新药研发提供理论支撑与方向指引。
研究者指出,细胞代谢与免疫调控的动态互作是维持免疫稳态的核心,而代谢物衍生的翻译后修饰(PTMs)是连接二者的关键分子桥梁。免疫细胞激活后会启动代谢重编程,糖酵解、三羧酸循环(TCA)、脂质代谢、氨基酸代谢等核心途径产生的中间体,不仅为细胞供能,更通过乳酸化、丙二酰化、琥珀酰化、棕榈酰化等非乙酰类 PTMs 修饰组蛋白与非组蛋白,在表观遗传与蛋白质功能层面重塑免疫信号 —— 例如糖酵解衍生的乳酸化可推动巨噬细胞从促炎向修复表型转换,TCA 循环衍生的琥珀酰化调控 IL-1β 表达,脂质代谢衍生的棕榈酰化影响 PD-L1 稳定性与 T 细胞抗肿瘤活性,氨基酸代谢衍生的谷氨酰化维持抗病毒免疫平衡,这些 PTMs 的调控紊乱与癌症、自身免疫病等疾病的病理进程密切相关。
文章内同时强调,靶向代谢驱动 PTMs 为免疫治疗提供了潜在新策略。临床前实验证实,p300 抑制剂降低乳酸化可增强 CD8⁺T 细胞毒性,ZDHHC3 抑制剂抑制 PD-L1 棕榈酰化能改善抗 PD-1 疗效,SGLT2 抑制剂减少丙二酰化可缓解炎症,CPT1A 抑制剂干预琥珀酰化能抑制淋巴瘤增殖;但当前仍面临 PTMs 交叉调控机制不明、药物选择性不足、低丰度 PTMs 检测技术局限等挑战,未来需进一步解析 “代谢感知 - 修饰调控 - 功能输出” 的完整通路,推动 “代谢调节 + PTM 干预” 的联合治疗策略研发,为免疫相关疾病的精准治疗提供新范式。
总之,本综述不仅深化了对免疫代谢调控机制的理解,也为开发基于代谢修饰的新型免疫疗法提供了理论依据和策略思路。
复旦大学附属中山医院与哈佛大学医学院联合培养博士吴顾杰为本文第一作者及通讯作者, 美国爱因斯坦医学院殷善叶教授、复旦大学附属中山医院黄宜炜教授为本文共同通讯作者。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx6489
制版人: 十一
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