PNAS首次表明：人體組織中駐留在肺部的NK細胞在代謝方面與血液中循環的NK細胞不同
摘要：研究人員對一種“自然殺手”（NK）免疫細胞的行為和代謝功能提供了重要的見解。
圣詹姆斯醫院都柏林三一學院的研究人員對一種以前基本上不為人知的、但至關重要的“自然殺手”（NK）免疫細胞的行為和代謝功能提供了重要的見解。他們的研究結果發表在今天（2024年10月10日星期四）的《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，為進一步探索NK細胞為一系列肺部疾病（包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、癌癥和結核病）的未來治療和療法的發展奠定了基礎。
人體肺部通常是低糖環境。然而，在感染期間，葡萄糖變得容易獲得，它的快速吸收和代謝使免疫細胞能夠抵抗感染。自然殺傷細胞（NK）是免疫細胞的任務是介導早期宿主防御。長期生活在肺部或其他器官中的NK細胞被稱為“組織居民”。在這項研究之前，人體組織駐留NK細胞在肺中的代謝功能在很大程度上是未知的。
圖1 人體肺部組織駐留的NK細胞比肺部和血液中的非組織駐留NK細胞具有更高的糖酵解能力
研究人員首次表明，人體組織中駐留在肺部的NK細胞在代謝方面與血液中循環的NK細胞不同。研究小組的研究結果表明，肺常駐NK細胞準備對環境中增加的葡萄糖做出快速反應，具有增強的葡萄糖代謝能力，以產生NK細胞需要的物質，以建立有效的免疫反應。
重要發現
代謝差異：肺組織NK細胞在代謝方面與血液中的NK細胞不同，在環境變化（如感染期間）下顯示出快速代謝葡萄糖的獨特能力。
增強的糖酵解能力：與非組織NK細胞相比，這些肺NK細胞表現出更高的糖酵解能力。這使它們能夠更有效地產生能量和必要的代謝物，從而實現快速的免疫反應。
準備好應對：肺NK細胞的代謝準備表明，它們在感染期間對增加的葡萄糖可用性迅速做出反應，增強其建立有效免疫防御的能力。
對疾病的影響：了解肺部NK細胞的獨特代謝特征為研究呼吸系統疾病中功能失調的NK細胞開辟了新的途徑，這表明代謝可能是癌癥和慢性感染等疾病中免疫支持治療的目標。
研究人員注意到他們發現的一個令人驚訝的方面，即使在感染發生之前，肺內細胞就已經準備好開啟它們的糖酵解途徑，就好像它們已經準備好了，等待“糖潮”來激活它們。這種代謝“準備”突出了肺NK細胞的特殊適應性，使它們在局部環境中特別有效，這可能是未來治療肺部疾病（包括癌癥和感染）的關鍵目標。
“這些發現令人興奮，因為它們證實了肺中的NK細胞與血液中的NK細胞在代謝方面是不同的。這是有影響的，因為它將使研究呼吸系統疾病中的功能失調NK細胞成為可能，并表明肺常駐NK細胞的代謝是許多肺部疾病（包括癌癥和感染）的可吸入療法的一個可處理的靶點。”Gráinne Jameson博士說。
該論文的資深作者、臨床醫學系的助理教授Sharee Basdeo說：“這項工作使用了一種尖端技術來確定這些從肺清洗臨床樣本中提取的NK細胞的代謝功能。”這讓我們第一次確定了這些生活在肺里的細胞是如何利用能量來源的。這些發現將使未來的研究能夠支持肺部NK細胞更好地抵抗感染的功能。”
圖2 人BALF中的CD56brightCD16-NK細胞具有組織駐留表型和獨特的代謝特征
下一個步驟
這項研究的下一步包括深入研究如何利用肺部NK細胞的獨特代謝特征來實現治療目的。具體來說，該團隊計劃：
探索其他代謝途徑：雖然這項研究的重點是葡萄糖代謝，但重要的是要了解這些NK細胞如何利用其他營養物質，如脂肪酸或氨基酸，以及這些代謝途徑在不同條件下（如慢性感染或癌癥）如何變化。
研究功能失調NK細胞：我們想要探索在不同的呼吸系統疾病，如肺結核、慢性阻塞性肺病或肺癌中，肺部NK細胞的代謝是如何受損的。了解這些細胞出了什么問題，可以讓我們深入了解為什么一些患者的預后較差，以及如何改善他們的免疫反應。
參考資料
[1] Human tissue-resident NK cells in the lung have a higher glycolytic capacity than non-tissue-resident NK cells in the lung and blood
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