Mitochondria regulate adaptive immunity
线粒体调节适应性免疫
基本信息
- 批准号:10021395
- 负责人:
- 金额:$ 39.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-19 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:BackBinding SitesCD8-Positive T-LymphocytesCell MaintenanceCell RespirationCell physiologyCellsChromatinCitric Acid CycleComplexDNADNA MethylationDNA Modification ProcessDataElectron TransportElectron Transport Complex IIIEnzymesExhibitsFOXP3 geneGenerationsGeneticGlycolysisGrantHistonesImmunityImmunologyIn VitroKnowledgeMaintenanceMediator of activation proteinMemoryMetabolicMetabolismMitochondriaMusNatureOxidative PhosphorylationOxygen ConsumptionPathogenicityPhasePhenotypeProductionProliferatingReactive Oxygen SpeciesReagentRegulatory T-LymphocyteResolutionRoleSuccinatesT-Cell ActivationT-LymphocyteTestingTranscriptional Regulationadaptive immune responseadaptive immunitybaseexperimental studyglucose uptakehistone methylationimmune functionin vivomigrationmitochondrial metabolismnoveltooltranscription factor
项目摘要
Abstract
T cells are major mediators of adaptive immune responses and resolution. Previously, we found that activated
T cells also increase their rate of mitochondrial oxygen consumption; and that in the absence of a critical
subunit of complex III within the electron transport chain, T cells failed to be activated in vitro or in vivo.
Further, we found that upon T regulatory cell (Treg cell) specific inactivation of complex III, Treg cells survived,
proliferated, and maintained stable Foxp3 expression but failed to function, resulting in a scurfy-like phenotype.
Our findings identified mitochondria as necessary regulators of essential conventional and regulatory T cell
functions. A central question based on our previous observations is how mitochondrial metabolism controls
both conventional T cell and regulatory T cell function. We propose that mitochondrial metabolism is
necessary for adaptive immune functions through the generation of ETC dependent reactive oxygen species
(ROS) and production of TCA cycle metabolites to control transcription factors and chromatin/DNA
modifications, respectively. Mitochondrial ETC complex I and III are the dominant sites of ROS generation.
TCA cycle enzymes can elevate the production of succinate and L-2-hydroxygluatrate (L-2HG) to control DNA
and histone methylation. Thus, we hypothesize that conventional CD8T cells require mitochondrial ROS for
activation and memory differentiation; but that maintenance of memory CD8 T cells requires TCA cycle
metabolites. Also, we postulate that mitochondrial TCA cycle metabolites control Treg suppressive function by
controlling DNA methylation. To test this hypothesis, we propose the following aims: Specific Aim I:
Determine whether complex I or III generated ROS are required for CD8 T cell activation, and memory
formation while TCA cycle metabolites are essential for memory maintenance. Specific Aim II: Determine
whether TCA cycle metabolites control Treg cell suppressive function. Together these aims will define the
mechanisms by which mitochondria dictate T cell fate and function.
1
抽象的
T细胞是适应性免疫反应和分辨率的主要介体。以前,我们发现已激活
T细胞还增加了线粒体氧的消耗率;在没有批判的情况下
电子传输链中复合物III的亚基,T细胞在体外或体内未能激活。
此外,我们发现,在调节细胞(Treg细胞)对复合物III的特异性失活后,Treg细胞幸存下来,
增殖并保持稳定的FOXP3表达,但无法发挥作用,从而导致了类似于表型的表型。
我们的发现将线粒体确定为必要的常规和调节性T细胞的必要调节剂
功能。基于我们以前观察的一个中心问题是线粒体代谢如何控制
常规的T细胞和调节性T细胞功能。我们建议线粒体代谢是
通过产生依赖的活性氧的自适应免疫功能所必需的
(ROS)和TCA循环代谢产物的产生以控制转录因子和染色质/DNA
分别进行修改。线粒体等复合物I和III是ROS产生的主要位点。
TCA循环酶可以提高琥珀酸酯和L-2-羟基氟酸酯(L-2HG)的产生,以控制DNA
和组蛋白甲基化。因此,我们假设常规CD8T细胞需要线粒体ROS的
激活和记忆分化;但是记忆CD8 T细胞的维护需要TCA循环
代谢物。另外,我们假设线粒体TCA循环代谢产物控制Treg抑制功能
控制DNA甲基化。为了检验这一假设,我们提出以下目的:特定目的I:
确定CD8 T细胞激活是否需要复杂的I或III生成的ROS,并记忆
TCA周期代谢物对于记忆维持至关重要。特定目标II:确定
TCA循环代谢物是否控制Treg细胞抑制功能。这些目标共同定义
线粒体决定T细胞命运和功能的机制。
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项目成果
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