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Mol Cell丨黄波团队揭示糖原-磷酸戊糖通路维持T细胞记忆的底层逻辑

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2025-06-11 08:39

主要观点总结

文章介绍了磷酸戊糖途径(PPP)在细胞代谢中的重要角色,包括为细胞提供还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)和核苷酸合成所需的五碳糖。研究指出,PPP所需的底物6-磷酸葡萄糖(G6P)实际上来源于糖原的分解,而非传统认为的葡萄糖直接磷酸化的产物。此外,研究还揭示了葡萄糖-1-磷酸(G1P)在调控PPP活性中的关键作用,并通过形成动态液滴来加速NADPH生成,维持记忆性T细胞的ROS稳态和长期生存能力。这一发现具有病理生理意义及潜在的临床应用价值,特别是在肿瘤免疫治疗领域。相关研究由中国医学科学院基础医学研究所黄波课题组完成,并得到了相关资助和支持。

关键观点总结

关键观点1: 磷酸戊糖途径(PPP)在细胞代谢中的重要作用。

PPP是葡萄糖代谢的重要旁路,提供还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)和五碳糖,对细胞功能至关重要。

关键观点2: 关于6-磷酸葡萄糖(G6P)来源的新发现。

研究指出,PPP所需的底物G6P来源于糖原分解而非葡萄糖直接磷酸化,这一发现颠覆了现有教科书中的描述。

关键观点3: 葡萄糖-1-磷酸(G1P)在调控PPP活性中的关键作用。

G1P通过增强磷酸戊糖途径的限速酶——葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)的活性,促进NADPH生成,维持记忆性T细胞的ROS稳态和长期生存能力。

关键观点4: 研究在肿瘤免疫治疗中的应用和潜在价值。

研究揭示了G1P在肿瘤免疫治疗中的重要作用,通过提升肿瘤引流淋巴结中抗原特异性记忆性CD8+ T细胞的比例,增强机体的长效抗肿瘤免疫反应。在黑色素瘤和肺癌小鼠模型中,靶向递送G1P的纳米颗粒显著抑制了肿瘤生长,并延长了小鼠生存期。此外,G1P作为体内天然存在的能量代谢产物,具有良好的生物相容性和药物开发前景。


正文

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ROS 形式) ,从而将其还原为水 H O ,有效清除细胞内 ROS 。因此,对 PPP 活性的调控不仅影响细胞的抗氧化能力,更直接决定细胞的生存状态。

与葡萄糖经己糖激酶磷酸化直接生成 6- 磷酸葡萄糖 G6P 的经典途径相比,糖原分解产生 G6P 则需经历葡萄糖 -1- 磷酸( G1P )中间体的转化过程。黄波团队利用点击化学、同位素示踪等前沿技术发现, G1P 可特异性结合磷酸戊糖途径的限速酶 —— 葡萄糖 -6- 磷酸脱氢酶 G6PD ,显著增强其活性。机制上, G1P 通过诱导 G6PD 形成多聚体结构,发挥变构调节作用,并促进 G6PD 与糖原定位于同一亚细胞区域,驱动液 - 液相分离形成动态液滴。这一相分离结构不仅富集 G6PD ,也进一步招募其他 PPP 相关酶类,构建出具有 级联式反应 特征的高效代谢反应平台,从而加速 NADPH 生成,有效维持记忆性 T 细胞内 ROS 稳态,保障其长期生存能力。这一机制揭示了 G1P 在空间上精确调控代谢酶活性与分布的信号作用,解释了为何糖原分解来源的 G6P 优先进入 PPP ,而由葡萄糖磷酸化产生的 G6P 则缺乏类似调控能力,难以有效激活该通路。

本研究同样具有重要的病理生理意义及潜在的临床应用价值。 T 细胞过继转移治疗作为肿瘤免疫治疗的重要手段,其疗效在很大程度上依赖于 T 细胞的功能状态与持续存活能力。研究团队开发的外源补充 G1P 的纳米颗粒 G1P-NPs 可显著提升肿瘤引流淋巴结中抗原特异性记忆性 CD8+ T 细胞的比例,从而增强机体的长效的抗肿瘤免疫反应。






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