免疫应答的代谢调控

   生物个体通过免疫系统抵抗病原体和维持组织的稳态。免疫系统多样的功能是需要高效的能量，需要精确地控制细胞代谢途径。早在一个世纪以前，科学家就观察到了免疫代谢现象;但是直到最近十年，科学家才阐明不活化和活化的免疫细胞如何接收细胞外信号控制营养物质的吸收和代谢。研究表明，免疫细胞的命运决定和效应功能偏好性的利用氧化代谢，糖酵解和谷氨酰胺分解等途径。本文提供了代谢功能和调节免疫应答的总体框架;更好的理解免疫功能转变的代谢检验点，为感染性疾病，肿瘤免疫和炎性疾病的免疫调节提供新的思路。

   代谢为生物所有的活动提供能量，从细胞的发育，增殖，分化到细胞和组织的效应功能。能量代谢不是静止的，而是动态的的满足特定细胞特定时间的生物能量需求。在多细胞动物，细胞外的信号分子控制和指导细胞摄取，储存和利用底物（葡萄糖，氨基酸，脂肪酸）。胰岛素是介导非免疫靶细胞（脂肪细胞，肝细胞，肌肉细胞）摄取，储存，调动和利用能源的基本信号。在这些非免疫细胞中，胰岛素调控不同的途径控制代谢能力来匹配细胞的功能需求。这种代谢与细胞功能的耦合不受代谢组织的限制。这也代表了多细胞如何应答环境信号的广泛范式。

   在生物体生命中，免疫系统持续地感知和应答环境的威胁，这是一个消耗相当多的能量过程。例如，先天免疫细胞感受病原体或受到损伤，分泌细胞因子，趋化因子，炎症介质或者适应性免疫细胞的的克隆扩增。由于免疫细胞不能大量的储存营养物质，只能从外界环境中大量的摄取葡萄糖，氨基酸和脂肪酸才能维持自身的免疫应答。正如百年前科学家发现的一样，先天性免疫效应很大程度上依赖于葡萄糖；丝裂原激发的适应性免疫细胞增殖依赖细胞外的谷氨酰胺。这些对营养物质的摄入增强主要有两个目的：为活化的免疫细胞提供合成ATP的底物来维持免疫细胞的活动；第二，提供免疫细胞增殖和活化合成大分子（RNA，DNA，蛋白质和细胞膜）的原材料。因此，为了应答细胞外的刺激，免疫细胞成熟的关键步骤是对细胞的代谢重编程。

   对代谢的调控能支持先天性和适应性免疫应答。基本的细胞代谢途径。在免疫细胞中代谢途径是如何调控和转换的，代谢通路能控制先天性和适应性免疫细胞的持续时间和强度及记忆细胞的生成。免疫细胞能来来回回在不同代谢你状态中转换，偏好性的利用不同的底物（葡萄糖，氨基酸，脂肪酸）来维持其特定的效应功能。细胞代谢通过控制关键的代谢节点来控制免疫细胞的功能，不仅给免疫学带来新的范例，也提出通过代谢来治疗炎症性疾病和自身免疫疾病带来前景。

References:

Metabolic Regulation of Immune Responses,Kirthana Ganeshan and Ajay Chawla,Annu. Rev. Immunol. 2014. 32:609–34