PNAS：生活在肺部的“自然杀手”细胞已经准备好迎接糖分的激增

三一学院的研究人员发现，生活在肺部的“自然杀手”细胞已经准备好迎接糖分的激增

圣詹姆斯医院都柏林圣三一学院的研究人员对一种以前鲜为人知的、但至关重要的“自然杀手”(NK)免疫细胞的行为和代谢功能提供了重要的见解。他们的研究结果发表在今天(2024年10月10日星期四)的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，为进一步探索NK细胞为一系列肺部疾病(包括慢性阻塞性肺疾病(COPD)、癌症和结核病)的未来治疗和疗法的发展奠定了基础。

人体肺部通常是低糖环境。然而，在感染期间，葡萄糖变得容易获得，它的快速吸收和代谢使免疫细胞能够抵抗感染。自然杀伤细胞(NK)是免疫细胞的任务是介导早期宿主防御。长期生活在肺部或其他器官中的NK细胞被称为“组织居民”。在这项研究之前，人体组织驻留NK细胞在肺中的代谢功能在很大程度上是未知的。

研究人员首次表明，人体组织中驻留在肺部的NK细胞在代谢方面与血液中循环的NK细胞不同。研究小组的研究结果表明，肺常驻NK细胞准备对环境中增加的葡萄糖做出快速反应，具有增强的葡萄糖代谢能力，以产生NK细胞需要的物质，以建立有效的免疫反应。 

重要发现

1. 代谢差异:肺组织NK细胞在代谢方面与血液中的NK细胞不同，在环境变化(如感染期间)下显示出快速代谢葡萄糖的独特能力。

2. 增强的糖酵解能力:与非组织NK细胞相比，这些肺NK细胞表现出更高的糖酵解能力。这使它们能够更有效地产生能量和必要的代谢物，从而实现快速的免疫反应。

3. 准备好应对:肺NK细胞的代谢准备表明，它们在感染期间对增加的葡萄糖可用性迅速做出反应，增强其建立有效免疫防御的能力。

4. 对疾病的影响:了解肺部NK细胞的独特代谢特征为研究呼吸系统疾病中功能失调的NK细胞开辟了新的途径，这表明代谢可能是癌症和慢性感染等疾病中免疫支持治疗的目标。

研究人员注意到他们发现的一个令人惊讶的方面，即使在感染发生之前，肺内细胞就已经准备好开启它们的糖酵解途径，就好像它们已经准备好了，等待“糖潮”来激活它们。这种代谢“准备”突出了肺NK细胞的特殊适应性，使它们在局部环境中特别有效，这可能是未来治疗肺部疾病(包括癌症和感染)的关键目标。

论文的第一作者Gráinne Jameson博士描述了她的工作:

“这些发现令人兴奋，因为它们证实了肺中的NK细胞在代谢方面与血液中的NK细胞不同。这是有影响的，因为它将使研究呼吸系统疾病中的功能失调NK细胞成为可能，并表明肺常驻NK细胞的代谢是许多肺部疾病(包括癌症和感染)的可吸入疗法的一个可处理的靶点。”

该论文的资深作者、临床医学系的助理教授Sharee Basdeo说:“这项工作使用了一种尖端技术来确定这些从肺清洗临床样本中提取的NK细胞的代谢功能。”这让我们第一次确定了这些生活在肺里的细胞是如何利用能量来源的。这些发现将使未来的研究能够支持肺部NK细胞更好地抵抗感染的功能。”

下一个步骤

这项研究的下一步包括深入研究如何利用肺部NK细胞的独特代谢特征来实现治疗目的。具体来说，该团队计划:

1. 探索其他代谢途径:虽然这项研究的重点是葡萄糖代谢，但重要的是要了解这些NK细胞如何利用其他营养物质，如脂肪酸或氨基酸，以及这些代谢途径在不同条件下(如慢性感染或癌症)如何变化。

2. 研究功能失调NK细胞:我们想要探索在不同的呼吸系统疾病，如肺结核、慢性阻塞性肺病或肺癌中，肺部NK细胞的代谢是如何受损的。了解这些细胞出了什么问题，可以让我们深入了解为什么一些患者的预后较差，以及如何改善他们的免疫反应。