Mol Cell

在该研究工作中，研究人员首先构建了苹果酸酶2（ME2）T细胞条件性基因敲除小鼠（CD4-Cre;ME2fl/flmice），发现与野生型小鼠 （ME2 WT）相比，T细胞中缺失ME2 表达的小鼠（ME2 KO）具有较弱的肿瘤抑制能力。通过CD4+ / CD8+ T细胞清除实验和细胞过继实验发现，ME2主要调控CD8+ T细胞（而非CD4+ T细胞）的效应性功能和抗能力。代谢组学和代谢流分析发现，ME2缺失阻断了CD8+T细胞的三羧酸（TCA）循环，导致了TCA中间代谢产物fumarate在细胞内的堆积。

详细的分子机制研究发现，fumarate能够直接结合DAPK1，并通过与ATP竞争结合来抑制DAPK1的激酶活性，从而抑制了其下游的TSC2-mTORC1信号通路，导致CD8+ T 细胞的活化、效应功能和抗肿瘤作用也相应降低。当DAPK1或mTORC1被抑制时，ME2 失去了对CD8+ T细胞抗肿瘤功能的影响。相反，过表达持续活化的DAPK1几乎完全恢复了ME2 缺失的CD8+ T细胞的抗肿瘤能力。这些结果表明，DAPK1是ME2 赋予CD8+ T细胞效应功能和抗肿瘤作用的关键下游靶点，ME2 通过fumarate调控的 DAPK1-TSC2-mTORC1 信号轴调节 CD8+ T 细胞功能。

此外，与之前的研究一致，本研究也发现了fumarate抑制 CD8+ T 细胞的活化和抗肿瘤能力。然而，之前研究发现，fumarate对 T 细胞的抑制作用是通过可逆地抑制参与表观遗传信号转导的二氧酶【6】或通过蛋白质的琥珀酸化修饰实现的【7】。本研究发现fumarate是一种调节 CD8+ T 细胞中 DAPK1 活性的信号分子。fumarate直接与 DAPK1 的 ATP 口袋结合，并通过与 ATP 竞争来抑制 DAPK1 的活性。fumarate对 DAPK1 活性的抑制作用取决于fumarate/ATP 的比例，这表明fumarate可能作为 ATP 拮抗剂来调节 DAPK1 的活性。值得注意的是，先前的一项研究表明，DMF 通过琥珀酸化糖酵解代谢酶GAPDH抑制髓系和淋巴细胞的有氧糖酵解【8】。

然而 ME2 的缺失对 CD8+ T 细胞的糖酵解通并没有影响，这表明 ME2 缺失导致的fumarate积累不会影响糖酵解。因此，虽然fumarate对 T 细胞活化有类似的抑制作用，但其通过不同的机制发挥其功能，这很可能是条件依赖性的。例如，ME2 缺乏导致的fumarate积累水平可能不足以琥珀酸化 GAPDH 来抑制糖酵解，但它可以抑制 DAPK1 的活性，进而抑制 CD8+ T 细胞的活化。因此，该研究表明，DAPK1可能是fumarate的感受器，对细胞fumarate水平的变化更为敏感，从而控制CD8+ T细胞的命运。

模式图（Credit:Molecular cell）

综上所述，本研究发现了ME2 在 T 细胞中的作用，ME2 缺乏会导致fumarate在 CD8+T 细胞中积累，进而通过抑制 DAPK1 来阻碍 mTORC1 信号传导，导致 CD8+ T 细胞的效应功能和抗肿瘤效果受损。值得注意的是，该课题组之前的研究表明，ME2的表达水平和酶活性在T中上调，对T细胞淋巴瘤的发生至关重要【3】，而本研究表明，ME2的生理功能是维持CD8+ T细胞新陈代谢所必需的。这些发现共同凸显了 ME2 在 T 细胞生理和病理过程中的重要性。