饮食热量限制对记忆性T细胞的调节作用

热量限制(Caloric restriction，CR)是指在没有营养不良或不缺乏维生素、矿物质或氨基酸的情况下，减少热量摄入。好处包括延长寿命、改善代谢状况，以及减少心血管疾病、神经退行性变、基本炎症水平和某些类型癌症的发病率。

CR对CD4和CD8记忆T细胞的迁移、内在细胞状态和功能有显著的影响。

在小鼠中，50%的CR可以诱导循环记忆T细胞从次级淋巴组织和血液重新分布到骨髓(BM)。CR期间，幼稚的B细胞和单核细胞也会在BM中积累，这个Niche可能作为免疫细胞的“避风港”或“代谢避难所”。

记忆T细胞的再分配是由类固醇激素、糖皮质激素协调，它们可以诱导BM同源受体CXCR4在T细胞上的表达。与此同时，在CR期间对BM进行了大量的重塑，以富集T细胞营养因子、红细胞和脂肪细胞，所有这些都能协同招募、保留和保护记忆T细胞。

在CR治疗过程中，BM脂肪细胞是一个重要的激素来源，可以弥补外周白脂肪组织(WAT)的损失。外周WAT是感染清除后记忆T细胞主要储存部位。在外周WAT中，记忆T细胞表现稳态增殖增加，增强的效应功能和脂肪酸的利用。

 

饮食限制诱导记忆T细胞回到骨髓（文献1）

 

虽然CR对宿主的生理学产生了一些有益的改变，在这种背景下，降低mTOR信号可能是增强记忆T细胞功能的核心。rapamycin降低mTOR信号，可诱导细胞进入CR状态，在病毒感染时足以增强记忆T细胞的发展、维持和保护功能。

 

总的来说，低食物摄入和充足的营养，可能是促进寿命和一般健康状况的理想状态。但是CR期间，记忆T细胞所使用的代谢途径和燃料来源仍然不清楚；此外CR的持续时间和程度，也没有系统评估；CR的干预方式；使用年龄(老年显示CR没有明显效果），因而合理使用依旧需要大量研究。

 

营养不良和食物代谢物减少

 

虽然减少热量摄入，会增加记忆T细胞的功能，但如果食物摄入严重减少，营养不足就会严重危害免疫系统。营养不良与慢性感染、低级别炎症状态、肠道渗透性增加和肠道微生物群的生物失调相关。

 

饮食蛋白质严重减少（0.6%，对照饮食为18%），导致蛋白质能量营养不良( protein energy malnutrition，PEM)，大大降低记忆CD8T细胞长期存在的能力。

 

膳食代谢产物，如丝氨酸是效应CD8T细胞增殖和功能所必需的。在无丝氨酸饮食的条件下的T细胞激活，记忆T细胞的发育会减少。在增殖过程中，丝氨酸是合成核苷酸所必需的，这突出了该代谢物在T细胞生物学中的基本作用。其他促进T细胞激活的代谢物还包括蛋氨酸。L-精氨酸调节CD4T细胞的几种代谢途径。

 

亮氨酸促进T细胞激活和抗肿瘤活性（文献2）

 

饮食诱导肥胖

 

肥胖与代谢综合征和慢性低等级炎症有关。可以确认，肥胖会引起异常的T细胞激活和T细胞记忆反应。但是到底是有利还是有弊，需要看具体的场景。肥胖引起的记忆T细胞促炎症的特点，会引起机体免疫病理损伤；但是促炎症的特点，在某些条件下可以增强抗肿瘤的治疗效果。

PD-1/PD-L1阻断，高BMI组PFS和OS更高（文献4）

 

膳食纤维

 

膳食的摄入量和成分是导致肠道微生物群改变的主要原因。微生物群包括数以亿种与人类共同进化的有益细菌，几乎影响了宿主生理学的所有方面。
肠道微生物群能够将膳食纤维的成分消化成短链脂肪酸(SCFAs)。食用高纤维的饮食对健康有益，如预防肥胖、结肠癌、十二指肠溃疡、糖尿病、中风、高血压和心血管疾病。
在免疫反应方面，醋酸、丙酸和丁酸盐由菌群大量产生，具有强大的免疫调节作用，对各种CD4T细胞群的发育和功能至关重要。
微生物群产生的SCFAs可以辅助CD8+T细胞激活，及向记忆CD8T细胞的发育，并维持期存活。代谢产生的丁酸盐至关重要，通过促进效应CD8+T细胞中的线粒体氧化代谢，诱导记忆程序。

 

SCFAs激活T细胞，促进记忆表型发育（文献3）

 

喵评：平衡饮食是关键。过多过少，偏向饮食都要纠正。

 

 

主要参考文献

1. Collins et al., The Bone Marrow Protects and Optimizes Immunological Memory during Dietary Restriction，2019, Cell 178, 1088–1101

2. Geiger, R.; Rieckmann, J.C.; Wolf, T.; Basso, C.; Feng, Y.; Fuhrer, T.; Kogadeeva, M.; Picotti, P.; Meissner, F.; Mann, M.; et al. L-Arginine Modulates T Cell Metabolism and Enhances Survival and Anti-tumor Activity. Cell 2016, 167, 829–842.e13.

3. Bachem et al.,Microbiota-Derived Short-Chain Fatty Acids Promote the Memory Potential of Antigen-Activated CD8+ T Cells 2019, Immunity 51, 285–297

4. Wang, Z.; Aguilar, E.G.; Luna, J.I.; Dunai, C.; Khuat, L.T.; Le, C.T.; Mirsoian, A.; Minnar, C.M.; Stoffel, K.M.; Sturgill, I.R.; et al. Paradoxical effects of obesity on T cell function during tumor progression and PD-1 checkpoint blockade. Nat. Med. 2019, 25, 141–151