复旦刘光伟:代谢重编程或是潜在的肿瘤疗法
生物通 · 2013/12/31
复旦大学上海医学院免疫学系副主任刘光伟研究发现,SIRT1-mTOR/HIF1α糖酵解信号通路在决定MDSC分化中起至关重要的作用,表明了代谢重编程有可能是一种潜在的癌症治疗方法。


来自复旦大学的研究人员证实,SIRT1通过协调HIF1α依赖性的糖酵解,限定了肿瘤中的髓样抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells, MDSCs)的功能和命运,这一研究发现在线发表在《癌症研究》(Cancer Research)杂志上。

论文的通讯作者是复旦大学上海医学院免疫学系副主任刘光伟(Guangwei Liu)研究人员,其近年主要围绕免疫细胞发育分化和功能调节机理展开研究,在《Nature Immunology》等免疫学领域杂志发表学术文章30余篇。曾获香港“求是”专项科研奖励基金以及“陈慰峰”优秀青年学者奖等奖励。

肿瘤细胞逃避机体免疫系统对其识别及清除的机制有很多种,包括肿瘤抗原的变异、肿瘤细胞表面的主要组织相容性复合体(MHC)水平下调以及肿瘤细胞表达抗原的调变等。目前,越来越多的证据表明,肿瘤细胞除自身的改变外,还可以调节机体一部分特定的免疫细胞,使其对肿瘤细胞无应答,甚至能促进肿瘤生长。肿瘤调节免疫细胞的机制极其复杂,目前动物实验及患者标本检测结果显示MDSCs是机体抗肿瘤免疫的最重要阻碍因素之一。

MDSCs的概念于20世纪70年代末提出,随着肿瘤微环境、宿主-肿瘤之间相互作用等研究领域的扩展,MDSCs的作用引起越来越多的关注,成为目前肿瘤研究领域的热点之一。

MDSCs能抑制机体免疫细胞发挥正常固有性和特异性免疫功能,使免疫细胞处于无应答或耐受状态,不能及时清除变异的癌前细胞及失去杀伤肿瘤的能力。此外,MDSCs还通过促进肿瘤血管生成、肿瘤细胞侵袭及向远处器官转移等非免疫机制参与肿瘤的生物学行为。

近来的研究表明,MDSCs在肿瘤环境中可继续分化成肿瘤相关巨噬细胞,并可分为抑制肿瘤生长的M1亚群和促进肿瘤生长的M2亚群。由于肿瘤组织中生长因子和细胞因子微环境的作用,MDSC主要以M2表型存在,如诱导肿瘤组织向M1表型分化,则可使肿瘤生长减缓、抗肿瘤特异性细胞增加、新生血管生成减少、肿瘤转移受抑制。

在这篇新文章中,研究人员调查了MDSC分化为M1或M2髓样细胞系的潜在代谢机制以及它们对于病理生理学的影响。他们发现当细胞从骨髓进入外周时,MDSCs中SIRT1缺失引导了特异性转变为M1谱系,降低了抑制功能,支持了与肿瘤细胞攻击相关的促炎M1表型。通过mTOR-HIF1α通路使得糖酵解激活是分化为M1表型的必要条件,由此赋予了保护对抗肿瘤的能力。

新研究结果确定了SIRT1-mTOR/HIF1α糖酵解信号通路在决定MDSC分化中起至关重要的作用,表明了代谢重编程有可能是一种潜在的癌症治疗方法。

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  • SIRT1 limits the function and fate of myeloid-derived suppressor cells in tumors by orchestrating HIF1α-dependent glycolysis

    Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) display an immature phenotype that may assume a classically activated (M1) or alternatively activated phenotype (M2) in tumors. In this study, we investigated metabolic mechanisms underlying the differentiation of MDSC into M1 or M2 myeloid lineage and their effect on cancer pathophysiology. We found that SIRT1 deficiency in MDSCs directs a specific switch to M1 lineage when cell enter the periphery from bone marrow, decreasing suppressive function in favor of a pro-inflammatory M1 phenotype associated with tumor cell attack. Glycolytic activation through the mTOR-HIF1α pathway was required for differentiation to the M1 phenotype, which conferred protection against tumors. Our results define the essential nature of a SIRT1-mTOR/HIF1α glycolytic pathway in determining MDSC differentiation, with implications for metabolic reprogramming as a cancer therapeutic approach.

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