eLife最新解析：運動是如何通過免疫系統(tǒng)抑制腫瘤生長的？

5年前發(fā)布在 7X24h 資訊

如同伏爾泰說的“生命在于運動”，運動能夠促進(jìn)人體的新陳代謝，增強心肺功能，加強肌肉、韌帶和骨骼等，具有全身性的廣泛益處。先前的研究表明，除了可以鍛煉身體外，運動還具有減少惡性腫瘤的進(jìn)展，改善多種癌癥預(yù)后的功能。然而，運動是如何發(fā)揮其對癌癥抑制作用的目前仍未可知。

近日，來自瑞典卡羅琳學(xué)院和英國劍橋大學(xué)的研究人員在《eLife》上發(fā)表了題為Cytotoxic T-cells mediate exercise-induced reductions in tumor growth的研究成果，其解析了運動減緩小鼠的癌癥進(jìn)展的機制，即身體活動會改變體內(nèi)免疫系統(tǒng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的代謝，從而提高了其攻擊癌細(xì)胞的能力。

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眾所周知，劇烈的體力活動會導(dǎo)致代謝的變化，細(xì)胞毒性T細(xì)胞在控制腫瘤生長中具有關(guān)鍵作用，而免疫細(xì)胞的活性又與其代謝密切相關(guān)。因此研究人員猜測，免疫反應(yīng)代謝的改變是運動對癌癥風(fēng)險和進(jìn)展的潛在影響機制。

為了驗證這一猜想，研究人員使用注射了I3TC細(xì)胞系（MMTV-PyMT模型小鼠乳腺癌細(xì)胞系）的FVB自交系小鼠癌癥模型進(jìn)行評估。其將患癌的小鼠分為兩組，一組讓他們定期在紡車中運動，而控制另一組保持不活動的狀態(tài)。一段時間后檢測發(fā)現(xiàn)，與不活動的小鼠相比，定期運動顯著降低了小鼠腫瘤的生長并增加了其存活時間。使用流式細(xì)胞術(shù)對兩組小鼠接種腫瘤，脾臟和腫瘤引流淋巴結(jié)的單細(xì)胞懸液進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在運動小鼠的這三個組織中CD8+T細(xì)胞頻率顯著增加。

為了確定CD8+T細(xì)胞在運動減緩腫瘤生長中的作用，研究人員對兩組患癌小鼠進(jìn)行注射CD8抗體處理來消耗CD8+T細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CD8+T細(xì)胞的耗竭減少了脾臟和腫瘤中的CD8 +群體，使運動對小鼠腫瘤生長和生存期的益處顯著降低。這表明運動抑制腫瘤發(fā)展方面的顯著作用是依賴于細(xì)胞毒性T細(xì)胞的。

CD8+T細(xì)胞的消耗減弱了運動增強的抗癌效果

然后，研究人員分離了運動后小鼠的肌肉和血漿以及多個組織的淋巴結(jié)進(jìn)行了代謝組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)運動減少了骨骼肌中糖酵解代謝物的頻率，增加了肌肉和血漿中的檸檬酸，富馬酸和蘋果酸等TCA代謝物的頻率。此外，運動后的乳酸水平也出現(xiàn)高水平的上升。

對這些運動誘導(dǎo)的代謝產(chǎn)物與CD8+T細(xì)胞間的作用研究，可以觀察到這些增加的代謝產(chǎn)物能夠修飾CD8 + T細(xì)胞的激活，且L-乳酸鈉存在下激活的CD8+T細(xì)胞對腫瘤靶細(xì)胞的細(xì)胞毒性表現(xiàn)出增加。對運動后體內(nèi)CD8 + T細(xì)胞代謝組進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)CD8+T細(xì)胞的代謝也確實發(fā)生了變化。

急性運動改變了血漿和淋巴器官的代謝特征

代謝物改變了CD8+ T細(xì)胞效應(yīng)體的結(jié)構(gòu)

為了進(jìn)一步確定運動對CD8+T細(xì)胞群體功能的影響，研究人員將運動小鼠中的CD8+T細(xì)胞轉(zhuǎn)移至不運動的黑色素瘤小鼠中，檢測其腫瘤生長情況，結(jié)果表明，移植的靶標(biāo)特異性CD8+T細(xì)胞具有增強的抗腫瘤能力，且功效持久。與對照相比，移植后的不運動小鼠的腫瘤生長速率顯著降低，存活率得到明顯提高。