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我博士生导师说,今年做线粒体能量代谢的经费十分充足!但看完这这郑州大学10.3分的SCI文章后,他把刚说的话撤回了……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2025-02-25 08:20

主要观点总结

这篇文章是关于Car-T细胞葡萄糖代谢的研究,发表在J Immunother Cancer上。研究着眼于Car-T细胞在肿瘤组织附近的葡萄糖代谢情况,探讨了葡萄糖浓度对Car-T细胞功能的影响,并通过实验验证了过表达Glut3对Car-T细胞的影响。

关键观点总结

关键观点1: 文章主要关注Car-T细胞在肿瘤组织附近的葡萄糖代谢情况。

作者发现肿瘤组织附近葡萄糖浓度较低,可能影响Car-T细胞的抗肿瘤作用。

关键观点2: 研究假设与验证。

作者提出假设:低葡萄糖浓度会影响Car-T细胞功能。通过设计实验验证了这一假设,并发现过表达Glut3可以增强Car-T细胞的功能和杀死肿瘤细胞的能力。

关键观点3: 信号通路研究与线粒体影响。

研究发现过表达Glut3后,Car-T细胞的PI3K-AKT信号通路产生了明显的变化,同时影响了线粒体功能和有氧呼吸。

关键观点4: 体内实验验证。

通过体内实验验证了过表达Glut3的Car-T细胞对肿瘤细胞的抑制能力增强,且对正常小鼠体重无不良影响,未引起异常炎症反应。

关键观点5: 研究的应用价值。

虽然文章在机制上未详细说明,但在应用上展现了过表达Glut3对Car-T细胞功能和抗肿瘤作用的增强,具有潜在的临床应用价值。


正文

今天讲的这篇文章,作为线粒体能量代谢相关的文章来说,实用型更大于机制研究。这篇文章研究的着眼点就很有意思,明显是通过临床上的问题,结合了自己的思考,并提出假设的( 一篇文章的假设,是整篇文章的起始点,假设是需要结合已有的问题,以及已知的信息,进行总结而产生的一个可证伪的命题,接着通过不断地验证并迭代原有的假设,推进课题的进展,不清楚假设和假设迭代,以及科研推理的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列 )。这篇文章是郑州大学第一附属医院的博士生,发表在10.3分的J Immunother Cancer.上的文章,研究的是Car-T细胞的葡萄糖代谢,我们就一起来看看他们都做了点什么吧:

首先他们发现,人体内的血糖浓度差不多应该是5mM,这个葡萄糖浓度很适合Car-T细胞杀灭肿瘤细胞。但是在肿瘤组织附近,由于肿瘤本身的耗能较大,所以血糖浓度并不能达到这么高。而肿瘤组织附近,应该是Car-T细胞浸润更多的部位。于是他们就提出了这么一个假设,是否会由于血糖浓度过低,导致Car-T细胞的抗肿瘤作用受到影响?这是一个不错的假设,结合了临床,同时又是可证伪的( 可证伪性主要体现在可以通过实验进行验证,证伪就是能通过实验否定假设的可能性,如果命题无法证伪,那么这个假设就不能成立了,比如“鬼”存在,就是不能证伪的命题,而这里葡萄糖浓度对于Car-T细胞的影响,是可以通过实验来验证真伪的,不清楚假设和证伪的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》 )。于是他们就设计了实验,来分析葡萄糖浓度对于Car-T细胞的影响。结果发现,在低浓度葡萄糖培养基条件下培养的Car-T细胞,产生的TNFα浓度降低,早凋率增强,同时与肿瘤细胞共培养后,杀死肿瘤细胞的能力也降低了:

那么是否能在不改变环境中葡萄糖浓度的情况下,提高Car-T细胞对葡萄糖的利用率呢?有的兄弟,有的。他们就给Car-T细胞过表达了一个Glut3(这是一个葡萄糖转运蛋白,可以增强细胞对葡萄糖的摄取),通过过表达Glut3,的确增强了Car-T细胞的功能,以及其杀死肿瘤细胞的能力。那么过表达Glut3对于Car-T细胞,会造成什么样的影响呢?他们通过二代测序分析了过表达Glut3对于Car-T细胞的转录组影响,结果发现,过表达Glut3后,Car-T细胞的PI3K-AKT信号通路产生了明显的富集,同时与PI3K-AKT信号通路的AKT的磷酸化,以及与其密切相关的mTOR的磷酸化,都产生了明显的变化( PI3K-AKT信号通路和mTOR信号通路之间是存在着反馈联系的,而PI3K-AKT信号通路又与NFκB信号通路也有相关性,不清楚这些常见的信号通路的话,可以去翻翻《信号通路是什么鬼?》复习下 )。同时Glut3由于提高了葡萄糖的摄入,于是他们又分析了一下过表达Glut3后,CAR-T细胞中的有氧呼吸变化,以及线粒体影响。结果发现,过表达Glut3后,细胞的氧化磷酸化增强,有氧呼吸增强,同时线粒体数量增多,与线粒体生成相关的蛋白PGC1α表达也明显升高:

最后,他们就进行了一轮体内实验,来分析过表达Glut3的Car-T细胞对于肿瘤细胞的抑制能力,是否也得到了增强( 其实这里也算是柯霍氏法则的验证,通过改变原有CAR-T细胞的葡萄糖代谢,来查看对于CAR-T细胞抑制肿瘤的能力,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》 )。他们发现过表达Glut3后,CAR-T细胞对于肿瘤细胞的浸润明显增多,对肿瘤的抑制能力也明显增强,对于不同的肿瘤细胞都有相应的作用。同时使用了过表达Glut3的Car-T细胞,对正常小鼠的体重,也没有什么不良影响,也并未引起异常的炎症反应,也就是说是安全的:

最后,差不多就是这样的示意图,过表达Glut3的CAR-T细胞,通过摄入更多的葡萄糖,促进了线粒体产生,加强了氧化磷酸化的能量代谢,同时促进了细胞内PI3K-AKT信号通路,激活了CAR-T细胞的抗肿瘤功能:

这篇文章在机制上的确没有说得太完整,比如激活了PI3K-AKT信号通路之后,对于CAR-T细胞产生了什么样的影响。但是在应用上,却可以展现出过表达Glut3对于Car-T细胞功能的增强,以及抗肿瘤作用的增强,这其实也算是不错的结果。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以去pubmed搜下PMID号,看看原文,祝你们心明眼亮。

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