主要观点总结
本文介绍了Salk生物研究所Susan M. Kaech团队的研究，他们发现CD8+ T细胞所利用的营养物质的种类通过调节染色体的乙酰化修饰，可以影响CD8+ T细胞的命运和肿瘤杀伤能力。研究指出，ACSS2和ACLY两种乙酰辅酶A合成酶在调控CD8+ T细胞命运和功能上扮演着重要角色。这项研究为T细胞免疫疗法提供了新的思路，并探讨了营养代谢和表观组学在其中的作用。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景及重要性
细胞命运受到染色体表观修饰的调控，细胞内营养代谢产生的中间产物对细胞的表观修饰起到关键作用。营养物质的种类可能影响细胞的命运和功能，对于理解细胞行为和疾病治疗具有重要意义。
关键观点2: 主要研究成果
研究发现CD8+ T细胞利用的不同营养物质（乙酸和葡萄糖）通过调节染色体的乙酰化修饰来影响细胞的命运和肿瘤杀伤能力。ACSS2和ACLY两种乙酰辅酶A合成酶在此过程中扮演关键角色，分别促进CD8+ T细胞向不同的命运方向分化。
关键观点3: 机制探究
ACSS2和ACLY通过与特定的乙酰辅酶转移酶形成蛋白复合体，从而特异性地调控组蛋白乙酰化，进而调控CD8+ T细胞的命运和功能。这一机制揭示了营养代谢与细胞命运之间的密切关系。
关键观点4: 研究应用及前景
研究通过遗传学手段重塑肿瘤环境中CD8+ T细胞对营养物质的利用，提高了其肿瘤杀伤作用。这一研究为基于营养代谢和表观组学调控的T细胞免疫疗法提供了新的思路，并有望为临床转化提供新的治疗策略。
正文
人们常说吃什么补什么，在细胞水平上，细胞的命运受到染色体表观修饰的调控，细胞的表观修饰又因其需要利用细胞内营养代谢产生的中间产物而受到细胞内营养代谢的严密调控，在这个层面上讲是不是细胞的命运也与细胞所利用的营养物质的种类息息相关呢？2024年12月12日，Salk 生物研究所美国科学院院士Susan M. Kaech团队在Science上发表研究论文 Nutrient-driven histone code determines exhausted CD8+ T cell fates，首次提出CD8+ T 细胞所利用的营养物质的种类可以通过调节其细胞核内染色体的乙酰化修饰，从而特异性的调控CD8+ T 细胞的命运以及其对肿瘤的杀伤能力。这项工作强调细胞内代谢产物乙酰辅酶A的分布不是随机的。相反，细胞程序性的将这些乙酰辅酶A集中分布于细胞核内特定基因的染色体附近，从而特异性的调控基因的表达以及CD8+ T细胞的命运。这项工作为基于通过营养代谢以及表观组学调控CD8+ T 细胞命运及功能的T细胞免疫疗法提供了新的思路。在哺乳动物中，ACSS2 和ACLY 是细胞通过营养代谢产生乙酰辅酶A的两种关键性乙酰辅酶A合成酶。其中， ACSS2 通过分解乙酸产生乙酰辅酶A， 而ACLY 则是通过分解葡萄糖产生乙酰辅酶A。该研究发现具有较强肿瘤杀伤作用的功能性T细胞（TEFF/TEXprog）和丧失肿瘤杀伤作用的终末耗竭细胞 （TEX/TEXterm）表达不同的乙酰辅酶A合成酶， 其中TEFF 高表达ACSS2， 但是在随着TEFF细胞逐步丧失其细胞杀伤功能并向TEX细胞分化的过程中，TEFF细胞逐渐丧失ACSS2的表达，转而依赖ACLY合成细胞内所需要的乙酰辅酶A。通过13C标记的乙酸和葡萄糖示踪试验，研究人员进一步证明TEFF细胞通过ACSS2优先利用乙酸合成染色体乙酰化修饰所需的乙酰辅酶A，而TEX 细胞则通过ACLY优先利用葡萄糖为染色体乙酰化修饰提供这一代谢产物。CD8+ T细胞这种选择性表达特异的乙酰辅酶A合成酶以及他们对于乙酸和葡萄糖的不同偏好是否决定了其在肿瘤中的命运呢？该研究通过特异性敲除CD8+ T细胞中ACLY 和ACSS2，进一步研究了是否来源不同的乙酰辅酶A对于CD8+ T的命运和肿瘤杀伤功能是否相同。有趣的是， 该文章发现ACLY 和ACSS2 来源的乙酰辅酶A对于调控CD8+ T细胞的命运和肿瘤杀伤功能起着截然相反的作用。其中ACLY促进CD8+ T细胞向TEX细胞分化，从而削弱了其抗肿瘤的功能。相反, ACSS2促进CD8+ T细胞向TEFF/TEXprog分化，进而促进了CD8+ T细胞抗肿瘤功能。同时，ACLY和ACSS2在调控CD8+ T细胞杀伤肿瘤的截然相反的功能在人源性的CAR-T细胞中也得到了验证，从而强调了这两种乙酰辅酶A在临床转化中的重要潜在应用价值。研究人员进一步的机制研究表明，ACSS2 和ACLY对于CD8+ T细胞命运和功能截然相反的调控是由于这两种乙酰辅酶A合成酶可以分别特异性的和乙酰辅酶转移酶p300和KAT2A形成调控组蛋白乙酰化的特异性蛋白复合体。ACSS2-p300 以及ACLY-KAT2A的蛋白复合体可以促使细胞内的乙酸或者葡萄糖在细胞核内染色体特定部位分解产生局部高浓度的乙酰辅酶A， 从而特异性的调控TEFF-或者TEX-相关基因的表达。基于CD8+ T细胞对于乙酸和葡萄糖不同偏好介导的其不同肿瘤杀伤能力这一特性，研究人员通过遗传学手段促进ACSS2在CD8+ T细胞核内的高表达，或者通过抑制剂抑制ACLY的表达，重塑了肿瘤环境中CD8+ T细胞对于乙酸的利用，显著提高了CD8+ T 细胞的肿瘤杀伤作用。这项研究首次提出尽管营养代谢的中间产物相同，营养物质种类对细胞命运和功能的调控起着至关重要的作用， 为研究细胞的营养代谢提供了新的思路。Salk 研究所研究院 Susan M. Kaech (美国科学院院士)为本研究的通讯作者，马世鑫博士为本文第一作者。马世鑫博士将会组建个人实验室，欢迎感兴趣并有志于读博或者博后的应届生持续关注或者投递简历。https://jinshuju.net/f/ZqXwZt或扫描二维码投递简历原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj3020
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