食盐除了调味还能抗癌?《Nature》杂志揭示高盐饮食或可增强T细胞抗癌能力

文摘   2024-11-23 18:24   北京  



©细胞王国热点追踪小组 - 原创出品

作者:陈访达 | 主编:摩西


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想象一下,简单的食盐(Nacl,氯化钠)不仅是厨房中的调味品,还可能成为对抗癌症的关键武器。这听起来像是天方夜谭,但在美国堪萨斯州立大学最新的研究中发现,氯化钠的加入竟能重新激活因持久的战斗而疲惫不堪的CD8+ T 细胞增强它们的杀伤力,并让它们在与肿瘤的搏斗中更持久


在进入到今天的正题之前,我们先来简单回顾一下CD8+T细胞工作模式吧!


当CD8+T细胞第一次遇到外来抗原时,它们会经历一系列的转变,从初始未活化状态变为效应细胞记忆细胞,这让它们能够有效地识别和消灭外来的入侵者,并在体内长期存活。然而,在肿瘤环境中,这些T细胞常常面对持续的抗原刺激抑制信号,导致它们进入一种“疲惫”状态,也叫“功能障碍”状态。在这种状态下,T细胞的攻击能力逐渐减弱增殖能力也会逐步下降,同时还会表达一些抑制性受体,例如PD-1CTLA-4 -- 而这两个受体也是癌症免疫治疗的重要靶点,也就是说CD8+T细胞的抗癌能力减弱了!


CTLA 4 和 PD-1/PD-L1 抑制的机制模式


虽然这些抑制性机制在正常情况下可以防止免疫系统过度活跃避免损伤健康组织,但肿瘤细胞却利用这些机制,营造出一个抑制T细胞的环境,阻止它们发挥作用,从而逃避免疫系统的攻击。因此,如何恢复功能失调的T细胞成了癌症免疫治疗中的一大挑战。如何理解并逆转T细胞的功能障碍,已经成为开发更有效的癌症治疗方法的关键所在。


其实要解决这个问题,我们不仅可以从抑制信号的角度入手,还可以研究T细胞的代谢状态



简单来说,肿瘤微环境就是肿瘤周围的“邻里社区”,包括各种细胞、血管和分子,支持或影响肿瘤的生长和扩散。


我们都知道,T细胞需要足够的“燃料”才能保持活力,并继续对抗肿瘤。然而,在肿瘤微环境TME)中,T细胞经常陷入“饥饿”状态无法有效利用营养物质,从而导致功能减退。为了改善T细胞的效应功能,科学家们开始研究如何通过代谢调节来重新激活这些疲惫的战士。


当T细胞接触到抗原后,它们需要经过一系列复杂的变化,才能完全发挥它们的效应功能。这一过程依赖于一种合成代谢的机制,类似于细胞的“燃料供应链”。为了维持这个“燃料供应链”,T细胞需要从周围环境中不断吸收营养,比如葡萄糖脂肪酸氨基酸等。这些营养物质不仅为细胞提供能量,还与细胞内部的免疫信号网络相互配合,帮助T细胞完成“升级”到全功能的状态。


营养物质固然重要,一些微量营养素如钾离子镁离子也扮演着关键角色。研究发现,肿瘤环境中,钾离子的浓度过高会让T细胞陷入“饥饿”状态,导致它们无法正常工作。而镁离子则对T细胞的“开关”至关重要。镁能够激活一种叫LFA-1的分子,这个分子就像T细胞的“启动按钮”,一旦按下,T细胞就会启动一系列反应,最终对肿瘤细胞发起攻击。因此,重新调节这些代谢过程,可能是增强免疫系统提高癌症免疫治疗效果的有效途径。



氯化钠(NaCl),也就是我们日常生活中常见的食盐,不仅仅是让食物更美味的调味品,它还是维持我们身体正常运作的重要元素之一。它在调节渗透压和体液平衡方面起着关键作用,但你可能不知道的是,NaCl对我们的免疫系统也有影响。


过往的研究表明,NaCl在特定情况下能够调节免疫反应。简单来说,高盐饮食HSD)会影响某些免疫细胞的行为。例如,食盐的增加会促进一种叫做TH17T细胞生成,这种细胞与炎症有关。当我们的身体在高盐环境下,TH17细胞更容易引发炎症,尤其是在低TGFβ高炎症状态下。


食盐摄入的增加可能会促进炎症的发生


然而,盐对另一类叫调节性T细胞(Treg)的影响却有些复杂。虽然盐对新生成的Treg细胞影响不大,但对已经存在的Treg细胞似乎会削弱它们的抑制功能,导致免疫平衡失调不仅如此,高盐饮食还会影响髓源性抑制细胞的能力,使其不再那么“抑制”,从而增强身体的抗肿瘤能力。这一效果也在自然杀伤细胞得到验证,食盐的增加可以让这些细胞变得更活跃更具攻击性,帮助抑制肿瘤的生长


尽管如此,NaCl对CD8+ T细胞的具体影响还没有完全揭示。本次研究结合了体内和体外实验,结论显示NaCl似乎能够有效增强CD8+ T细胞的功能,使它们更有效地杀死肿瘤细胞。这种效应背后的机制与细胞代谢和转录途径的变化有关,有点类似于癌症治疗中PD-1阻断所引发的效果


一、高盐饮食能促进人类CD8 T细胞效应分化


研究团队首先研究了高盐环境对人类CD8+初始T细胞分化和功能的影响。我们前面提到,CD8+ T细胞肿瘤微环境中往往因缺乏必要的效应因子(如白介素-2,IL-2)而无法得到充分激活。为了模拟这种情况,研究团队在实验室中对这些细胞进行了低剂量IL-2刺激,并额外加入了食盐(NaCl)来观察其影响。


高盐促进人 CD8+ T 细胞效应子分化


结果显示,适量的高盐处理80mM NaCl)能够显著提升CD8+ T细胞的效应功能。例如,高盐增加颗粒酶BTIM3表达,这些分子可以帮助T细胞更有效地杀伤目标细胞。此外,高盐还能促使这些“战士”更倾向于分化成效应记忆T细胞,这类细胞不仅能战斗,还能“记住”敌人,以便在下一次入侵时迅速响应


进一步的分析显示,高盐处理的T细胞在多种功能和代谢标志物上与其他处理(如尿素处理)的T细胞存在显著差异,特别是高盐处理显著增加与细胞毒性相关关键基因(如IFNGGZMB)的表达,以及与长期细胞存活相关基因(如FOXO1RUNX1)的表达。此外,这些经过高盐处理的T细胞不仅表现出更强的杀伤力,还表现出更高的代谢活性,显示出“能量工厂”运行得更为高效。总体来看,研究表明,过量的NaCl通过基因表达代谢的重编程,显著增强了CD8+ T细胞的效应功能,同时保留了其“干细胞样”特性,这意味着适量的高盐处理可能会增强这些免疫“战士”的杀伤力,使它们在面对肿瘤时更加高效


二、高盐饮食能促进人类CD8 T细胞效应分化


为了进一步探讨高盐饮食(HSD)是否能让CD8+ T细胞进入一种类似于它们在识别肿瘤抗原响应免疫治疗后的状态,研究人员分析了高盐饮食处理的小鼠CD8+ T细胞基因特征,并与人类口腔鳞状细胞癌患者中的CD8+ T细胞进行比较。结果显示,高盐诱导的CD8+ T细胞与肿瘤中那些活跃增殖的细胞很大的相似性


HSD 诱导的 CD8+ T 细胞类似于抗 PD-1 诱导的细胞


研究团队还重新分析非小细胞肺癌患者的肿瘤样本,发现高盐处理的CD8+ T细胞中,有一个叫做Ki-67的蛋白质在这些细胞中表达更高。这个蛋白通常与细胞增殖和活跃相关,表明这些细胞在识别抗原时非常活跃。总体来看,这些研究结果表明,适量增加钠的摄入可能有助于增强CD8+ T细胞在癌症免疫治疗中的效应,使它们更好地对抗肿瘤


三、总结与展望


总结来说,高盐饮食HSD)对CD8+ T细胞确实有显著的影响。HSD可以导致CD8+ T细胞上调抑制性受体(如PD-1TIM3),但并未引发典型的免疫疲惫。在没有盐分的情况下,这些细胞会降低这些受体的表达,并重新表现出记忆标记,同时继续产生抗肿瘤细胞因子IFN-γ


HSD还能促使肿瘤浸润的CD8+ T细胞转变为更活跃的状态增加杀伤分子效应相关转录因子表达。同时,HSD还显著抑制与疲惫状态相关的1型干扰素信号通路,并通过“重新布线”CD8+ T细胞来对抗NFAT5转录因子的作用。虽然HSD在临床应用中可能受限于对心血管系统的潜在影响,但短期的高盐处理可以提升CAR-T细胞等抗肿瘤细胞的效能。这表明,HSD有可能作为提高免疫疗法效果的一种策略,以增强转移细胞持久性抗肿瘤功能


那么回到与普通人更息息相关的问题上来,我们应该因为这个结论去实行高盐饮食吗?就像抛开剂量谈毒性就是耍流氓一样,任何医学措施其实都不是似是而非的二元论,我们应该根据实际情况来考虑是否应该实行高盐饮食,看看对个体来讲利弊到底哪个大。对于健康的个体来说,无计后果的高盐饮食会显著增加患高血压和心血管疾病的风险增加心脏、肾脏、肝脏代谢的负担,这样反而造成了对健康的危害得不偿失了!


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