来自圣路易斯华盛顿大学、Agios制药公司和俄罗斯的圣彼得堡IT、机械和光学（ITMO）大学的研究人员已经发现新的代谢机制来调节巨噬细胞极化，一种拥有根据任务要求而改变自身特性这种独特能力的免疫细胞。该研究为基于控制免疫细胞代谢的药物的研发开辟了新的可能性。该研究结果近日发表在了免疫杂志上。

巨噬细胞其中一个关键的属性是其依照环境因素来呈现不同的状态。例如，固有的巨噬细胞（M0）可以进行经典激活并转化成炎性巨噬细胞（M1），M1通过各种手段来试图摧毁病原体。然而，还存在着另一个激活的过程，其中巨噬细胞获得抗炎愈合功能（M2）。了解这些过程对理解免疫系统作为一个整体以及为了对抗自身免疫性疾病都是非常重要的。

巨噬细胞极化伴随着转录和代谢水平的变化。激活显著地改变了某些基因的表达以及使用和产生化合物的浓度。虽然而激活某些方面是已知的，但是直到最近，这些大的构想仍然是难以捉摸的。

对于巨噬细胞极化的研究，科学家以来自同时使用RNA测序和代谢物的高通量质谱的数据研发了一种非针对性的方法分析代谢的改变。研究人员结合了以生化反应网络为基础的数据，使他们能够确定正在进行的最显著的反应。

最终的反应的设置揭示了一种未知的与巨噬细胞极化相关的代谢机制。基于这些信息，科学家们将其确定为最可能的代谢途径，在经典和替代激活中表现它们自己。该途径是利用了13C-15N同位素标记以及药物抑制实验证实的。其中一个新的机制在这项实验中描述了巨噬细胞的选择性激活与环境中谷氨酰胺的浓度之间的依存关系，其之间的关系调节了TCA循环的活性和尿苷二磷酸-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-Glc-Nac）的合成。UDP-GlcNac对于蛋白质翻译后的修饰是一种必需的化合物成。

新的代谢机制的发现调节了巨噬细胞在免疫应答中的作用。

“我们开发了一种代谢和转录数据同时分析的方法。该方法被证明是有效的，更重要的是，产生了一个具体的生物学结果。现在我们继续改进方法并将它适用于其他生物的实验中，如研究肿瘤代谢，”来自ITMO大学计算机技术系的博士生Alexey Sergushichev说。

从长远来看，调整炎症和抗炎的能力能够基于控制免疫细胞的代谢创造出一种新的药物。这是首次巨噬细胞极化能被描述得如此详细并且有如此的规模。这项研究不仅揭示了新的极化调整机制，它也证实和描述了极化期间代谢通路的全面构造。研究人员希望他们的工作为调整极化的潜在药物提供新的动力，这也体现了研究小组下一步合作研究的方向。

                                             本文由ITMO University提供