自己免疫CD8 T細胞の炎症性プロファイルはLDHA活性の増加と好気性解糖に依存している

Proinflammatory profile of autoimmune CD8 T cells relies on increased LDHA activity and aerobic glycolysis.

• M Margarida Souto-Carneiro
• Karel D Klika
• Mónica T Abreu
• André P Meyer
• Rainer Saffrich
• Roger Sandhoff
• Richard Jennemann
• Franziska V Kraus
• Lars-Oliver Tykocinski
• Volker Eckstein
• Lina Carvalho
• Mark Kriegsmann
• Thomas Giese
• Hanns-Martin Lorenz
• Rui A Carvalho

抄録

目的:

CD8 T細胞(CD8)は、滑膜(SM)のような低酸素で栄養不足の微小環境においても、プロ炎症性および細胞溶解性メディエーターを放出することで、関節リウマチ(RA)に貢献している。ここでは、RA CD8がどのようなメカニズムで代謝要求を満たすのかを探求する。

OBJECTIVES: CD8 T cells (CD8) contribute to rheumatoid arthritis (RA) by releasing pro-inflammatory and cytolytic mediators, even in a challenging hypoxic and nutrient-poor microenvironment like the synovial membrane (SM). Here we explore the mechanisms through which RA CD8 meet their metabolic demands.

方法:

RA、PsA、SpA、コントロール個体、およびRA SMからの精製血液CD8を、代謝阻害剤の存在下または非存在下で、ノルオキシアまたは低酸素下で、C標識代謝基質を含む培地中で刺激した。代謝中間体の産生をH核磁気共鳴により定量した。代謝酵素、転写因子、免疫エフェクター分子の発現をmRNAおよびタンパク質レベルで評価した。機能研究を行った。

METHODS: Purified blood CD8 from RA, PsA, SpA and control individuals, and from RA SM were stimulated in media containing C-labeled metabolic substrates in the presence or absence of metabolic inhibitors under normoxia or hypoxia. The production of metabolic intermediates was quantified by H nuclear magnetic resonance. The expression of metabolic enzymes, transcription factors and immune effector molecules was assessed at mRNA and protein levels. Functional studies were performed.

結果:

血中のRA CD8は、好気性解糖（一様にC-濃縮乳酸：SpA、PsAおよびコントロールと比較して2.6～3.7倍、p<0.01）およびグルタミン分解により代謝要求を満たした。すべてのRA CD8サブセットにおいてWarburg効果に関連した酵素の過剰発現はこの代謝プロファイルを維持し、RA CD8は低酸素および低グルコース条件下で増殖する能力を付与した。LDHAはすべてのRAサブセットにおいて、mRNA（n=6/グループ、p<0.03）およびタンパク質（RA n=17、対照n=9、p<0.05）レベルで過剰発現していた。FX11によるLDHAの阻害は、RA CD8のリポジェネシス、遊走、増殖、エフェクター機能を低下させ、一方で活性酸素産生を1.5倍に増加させた（p<0.03）。FX11の投与により、RA CD8は健康なB細胞を誘導して炎症性表現型を発現させる能力を失った。同様の代謝変化がSM RA CD8で観察された。

RESULTS: Blood RA CD8 met their metabolic demands through aerobic glycolysis (uniformly C-enriched lactate in RA: 2.6 to 3.7-fold higher than SpA, PsA and controls, p<0.01) and glutaminolysis. Overexpression of Warburg effect-linked enzymes in all RA CD8 subsets maintained this metabolic profile, conferring RA CD8 the capacity to proliferate under hypoxia and low glucose conditions. LDHA was overexpressed at mRNA (n=6/group, p<0.03) and protein (RA n=17, controls n=9, p<0.05) levels in all RA subsets. Inhibition of LDHA with FX11 reduced lipogenesis, migration, proliferation and effector functions in RA CD8, while increasing ROS production 1.5-fold (p<0.03). Under FX11, RA CD8 lost their capacity to induce healthy B cells to develop a pro-inflammatory phenotype. Similar metabolic alterations were observed in SM RA CD8.

結論:

LDHA活性を標的とすることで、RA CD8におけるグルコースおよびグルタミン代謝をリモデリングすることで、自己免疫への劇症的な炎症性および細胞溶解性の寄与を減少させることができると考えられる。

CONCLUSION: Remodeling glucose and glutamine metabolism in RA CD8 by targeting LDHA activity can reduce their deleterious inflammatory and cytolytic contribution to autoimmunity.

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