来源：iNature（ID：Plant_ihuman）
多胺合成是 T 细胞活化过程中代谢变化之一，但其生物学意义尚不清楚。
2021年7月2日，德国马克斯-普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所Erika L. Pearce团队在Cell在线发表题为“Polyamine metabolism is a central determinant of helper T cell lineage fidelity”的研究论文，该研究表明多胺代谢是控制 CD4+ 辅助 T 细胞 (TH) 极化为不同功能命运的能力的基本过程。
鸟氨酸脱羧酶（多胺合成的一种关键酶）的缺乏导致 CD4+ T 细胞无法分化成正确的亚群规范，多种细胞因子和跨 TH 细胞亚群的谱系定义转录因子的异位表达验证了这一点。多胺通过为合成氨基酸 hypusine 的脱氧hypusine 合酶提供底物来控制 TH 分化，而其中 T 细胞缺乏 hypusine 的小鼠会发展为严重的肠道炎症。多胺-hypusine 缺乏导致广泛的表观遗传重塑，这是由组蛋白乙酰化的改变和重新连接的三羧酸 (TCA) 循环驱动的。因此，多胺代谢对于维持表观基因组以聚焦 TH 细胞亚群保真度至关重要。
激活后，T 细胞增殖形成介导免疫的效应细胞。对于 CD4+ 辅助 T (TH) 细胞，这种克隆扩增与它们分化为具有特殊功能的不同亚群有关，这对于控制病原体和维持组织稳态至关重要。效应 CD4+ TH 细胞的三个主要亚群是 TH1、TH2 和 TH17 细胞。这些细胞在活化和局部微环境线索期间响应来自抗原呈递细胞的信号而从初始T细胞分化。TH 细胞的功能特化是由 T 细胞亚群特异性转录因子 (TF) 的表达赋予的，这些转录因子协调遗传程序以直接产生标志性细胞因子和介导与其他细胞相互作用的表面分子。
简而言之，TH1 细胞表达 TF T-bet 和细胞因子干扰素 (IFN)-γ，并介导对细胞内病原体的反应。TH2 细胞表达 GATA3 和白细胞介素 (IL)-4 并控制蠕虫感染。TH17 细胞合成 RORγt 和 IL-17 并限制细胞外细菌和真菌，特别是在粘膜表面。TH 细胞的第四个子集，调节性 T 细胞 (Tregs)，通过抑制效应 T 细胞的激活和增殖来调节免疫，并表达 TF Foxp3。CD4+ T 细胞反应的这种划分，使得病原体驱动不同的 TH 效应程序，需要忠实的 TH 分化对于针对任何给定威胁建立最佳免疫反应而至关重要。
代谢重编程对于 T 细胞激活和分化至关重要。较早的报告表明，多胺合成是 T 细胞活化和增殖的标志，但其功能意义尚未被广泛调查。在哺乳动物细胞中，多胺包含腐胺、亚精胺和精胺。在多胺合成过程中，氨基酸鸟氨酸被限速酶鸟氨酸脱羧酶 (ODC) 转化为腐胺。腐胺然后可以代谢为亚精胺，并最终代谢为精胺。
文章模式图（图源自Cell）
在这项研究中，调查了多胺代谢在 CD4+ T 细胞分化和功能中的作用。该研究表明，多胺合成的丧失会导致 CD4+ T 细胞可靠分化成功能不同的亚群的能力发生深刻变化。该研究数据表明，多胺代谢在指导 TH 亚群规范中的重要性在于亚精胺作为合成氨基酸 hypusine 的底物的作用。ODC 或负责hypusine 合成的酶的缺失会导致显著的表观基因组变化，这是由增强的组蛋白乙酰化驱动的。这些数据将多胺-hypusine 轴置于 CD4+ T 细胞分化的核心位置。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00708-X
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