摘要:研究人员通过先进的体内代谢CRISPR-Cas9筛选技术,发现木酮糖激酶(XYLB) 是一种肿瘤抑制因子。它能产生Xu5P,从而抑制癌细胞在肺部的定植和转移。XYLB缺失会导致肿瘤细胞和肿瘤间质液中Xu5P水平降低,削弱CD8+ T细胞的浸润和功能,从而促进肿
木酮糖-5-磷酸(Xu5P)及其对免疫系统的增强作用,是近期癌症免疫治疗领域一项令人振奋的发现。
广州大学、江南大学和同济大学团队合作完成的。于2025年7月发表在《Cell Metabolism》 期刊上,并被评为封面论文。
研究人员通过先进的体内代谢CRISPR-Cas9筛选技术,发现木酮糖激酶(XYLB) 是一种肿瘤抑制因子。它能产生Xu5P,从而抑制癌细胞在肺部的定植和转移。XYLB缺失会导致肿瘤细胞和肿瘤间质液中Xu5P水平降低,削弱CD8+ T细胞的浸润和功能,从而促进肿瘤转移;而XYLB过表达则能增强CD8+ T细胞功能,抑制转移。
CD8+ T细胞高表达SLC35E2(一种植物Xu5P转运蛋白在哺乳动物中的同源物)。这个转运蛋白像“特制的代谢天线”,能高效捕捉肿瘤微环境中释放的Xu5P信号。
通过强化磷酸戊糖途径(PPP)和糖酵解,为T细胞持续对抗肿瘤提供所需的能量(ATP)和还原力(NADPH),维持其能量代谢和氧化还原稳态。
Xu5P进入T细胞代谢后,最终可转化为α-酮戊二酸(α-KG)。α-KG能激活TET3 去甲基化酶,特异性作用于 Tcf7 基因启动子区,降低其DNA甲基化水平。Tcf7 是维持T细胞“干性”(stemness)的关键转录因子。这种表观遗传修饰有助于维持SLC35E2+ CD8+ 祖细胞样耗竭T细胞(Tpex)的干性和自我更新能力,防止其完全功能耗竭,从而促进其分化为具有更强杀伤效果的效应T细胞,玉米黄素。
研究证实,补充外源性Xu5P或膳食摄入富含Xu5P的食物(如苦瓜、百合等),能够显著提升血液中Xu5P水平,并与抗PD-1疗法产生协同作用,增强抗肿瘤免疫反应,改善小鼠生存结局。
作用层次 关键分子/因素 功能与机制 最终效应
代谢水平 木酮糖激酶 (XYLB) 催化生成Xu5P,抑制肿瘤转移 创造抑制转移的微环境
磷酸戊糖途径 (PPP) & 糖酵解 Xu5P摄入后强化这两条通路 为CD8+ T细胞提供能量和还原力
转运水平 转运蛋白 SLC35E2 在CD8+ T细胞上高表达,特异性摄取Xu5P 使T细胞高效利用Xu5P
表观遗传水平 α-酮戊二酸 (α-KG) Xu5P代谢产物 激活TET3去甲基化酶
TET3去甲基化酶 被α-KG激活,催化Tcf7基因启动子去甲基化 维持T细胞干性
Tcf7转录因子 去甲基化后表达上调,是维持T细胞干性的关键 防止T细胞完全耗竭
细胞水平 SLC35E2+ CD8+ 祖细胞样耗竭T细胞 对Xu5P有响应,具有自我更新和分化潜能 持续产生效应T细胞杀伤肿瘤
临床应用 富含Xu5P的食物 (苦瓜、百合) 膳食摄入可提高血Xu5P水平 协同PD-1抑制剂,增强疗效
PD-1抑制剂通过解除肿瘤对CD8+ T细胞的“刹车”作用而发挥作用,但T细胞功能衰竭和代谢失调常导致其应答不足。
Xu5P的补充则从代谢支持和表观遗传调控两个层面,改善CD8+ T细胞的功能状态,使其能够更好地响应PD-1阻断治疗,从而产生协同增效的作用。
研究特别指出,像苦瓜、百合等常见的蔬菜中含有丰富的Xu5P。这意味着通过简单的饮食调整,就有可能辅助现有的免疫治疗,提高其疗效。
肿瘤组织中XYLB高表达或患者血液中Xu5P水平较高,与CD8+ T细胞效能增强、肿瘤转移灶减少以及更好的患者预后相关。这为Xu5P的抗肿瘤作用提供了人体证据。
未来或许可以通过检测患者肿瘤免疫微环境特征(如SLC35E2的表达、Xu5P水平等),来筛选出更适合从Xu5P膳食干预或联合免疫治疗中获益的人群。
不仅揭示了XYLB-Xu5P-SLC35E2轴在肿瘤免疫调控中的全新机制,连接了肿瘤代谢、免疫应答和表观遗传三大领域,还重新引起了学界对曾被低估的葡糖醛酸-木酮糖(GX)代谢途径的关注。它巧妙地诠释了“汝之砒霜,吾之蜜糖”的代谢干预策略,即寻找一种对肿瘤细胞不利而对免疫细胞有利的代谢物。
研究提出了膳食干预这一相对简单、经济且易于实施的策略,来增强现有免疫治疗的效果,为克服肿瘤免疫治疗耐药性提供了新思路。这为晚期癌症患者,尤其是发生转移的患者,带来了新的希望。
目前的研究成果主要基于临床前模型(小鼠)和部分临床关联数据。Xu5P膳食补充在人体中的确切效果、最佳剂量、安全性以及具体起效的浓度范围,尚需后续大规模、严谨的临床试验来验证。
膳食补充剂作为辅助治疗,绝不能替代标准的抗癌治疗。患者在任何饮食干预前,必须咨询医生。肿瘤微环境极为复杂,Xu5P如何与其他代谢产物和免疫细胞相互作用,仍需深入探索。肿瘤免疫代谢领域的一项重要突破,为我们展示了如何通过“吃对食物”来科学地助力免疫系统攻击癌细胞。虽然从实验室到病床仍需时间,但它无疑为癌症治疗,尤其是转移性癌症的饮食干预联合免疫治疗,开辟了充满希望的新方向。来源:eric28846一点号