1. 肿瘤微环境中钠含量增加

文章首先发现了在乳腺癌患者中，癌组织的钠钾离子浓度显著高于癌旁组织。他们通过分离健康供体外周血中的CD8+CD45RA-的T细胞进行高氯化钠与低氯化钠处理，将高盐处理上调表达的基因集命名为“氯化钠标签”。研究发现“氯化钠标签”在二十多种实体瘤癌症以及乳腺癌肿瘤浸润CD8+淋巴细胞中有富集，表明高氯化钠状态确实会在肿瘤浸润淋巴细胞中留下转录印记。

图1  NaCl在实体瘤中高度富集并留下转录印记

2. 氯化钠增强CD8+ T细胞的活化及TCR信号转导

随后他们探究了高盐对于T细胞活化及效应功能的影响。全转录组测序结果显示高盐改变了CD8+CD45RA- T细胞的整体转录状态，多个与T细胞活化、代谢以及效应功能相关的基因表达水平显著上调。单细胞转录组数据也显示高盐处理的T细胞在“活化、增殖、分化与效应功能”等信号通路富集聚类，并且T细胞活化与TCR信号通路及其下游相关基因的表达明显增强，高盐同时增强了TCR刺激诱导的钙离子内流。

图2  NaCl可增强人CD8+记忆T细胞的活化状态

3. 氯化钠能增强细胞毒性T细胞杀伤功能

对转录组数据进一步分析发现，在高NaCl条件下，CD8+ T细胞表现出明显的效应细胞特征，细胞干性特征降低。细胞分化轨迹分析显示CD8+ T细胞是从低盐到高盐逐渐转变的。另外高盐条件下CD8+ T细胞分泌的细胞因子以及毒性分子水平升高。

图3  NaCl增强CD8+ T细胞的效应功能和细胞毒性

4. 氯化钠能增强CD8+ T细胞的代谢适应能力

氯化钠为何能增强CD8+ T细胞杀伤功能？代谢重编程被认为是一个可能的机制，他们对高氯化钠条件ATP生成、几种主要营养物质转运量以及转运蛋白表达量、氧化磷酸化等多方面进行了分析，发现在高氯化钠条件下，这些过程都显著增强的增强起促进作用，并且mTOR通路也被活化。

图4  NaCl可增强CD8+ T细胞的代谢适应性

5. 氯化钠通过Na+/K+-ATP酶使膜电位超极化

紧接着他们发现是高Na+引起的Na+/K+-ATP酶的激活导致的细胞膜相对超极化，增强了TCR激活诱导的钙离子内流。使用Na+/K+-ATP酶的抑制剂Ouabain则会减弱钙离子内流，降低高氯化钠存在时mTOR信号的激活与毒性因子释放。他们由此得出以下机制：高NaCl条件下，Na⁺内流增加，导致细胞内Na⁺浓度升高，进而增强Na⁺/K⁺- ATP酶活性，这有助于维持细胞膜的超极化状态，从而增强TCR激活过程中钙离子内流，钙离子一方面诱导NFAT活化，另一方面激活mTOR信号通路，增强细胞对葡萄糖、谷氨酰胺和脂肪酸的摄取，诱导代谢重编程，促进ATP的快速生成，细胞因子的产生和细胞毒性分子颗粒酶B的分泌，增强T细胞的效应功能，提高杀伤肿瘤细胞的能力。

图5  NaCl通过Na+/K+-ATP酶增强膜超极化

6. 高氯化钠可在人类和小鼠体内促进T细胞对肿瘤细胞的杀伤

最后，他们通过体外CAR-T与体内小鼠实验测试并证实了高NaCl处理的T细胞的具有高效杀伤能力。他们通过对小鼠和人类肿瘤微环境中T细胞的分析，发现NaCl的存在与T细胞的细胞毒性增强有关。

图6  NaCl可使CD8+ T细胞在体内外杀灭肿瘤细胞

综上，该文章作者发现了肿瘤微环境中的高NaCl浓度对细胞代谢产生显著影响，并通过Na+/K+-ATP酶依赖的分子机制增强CD8+ T细胞的效应功能，提升了T细胞抗肿瘤毒性。并且NaCl有助于增强T细胞过继疗法的细胞毒性，为肿瘤免疫治疗以及依赖于T细胞毒性的疾病提供了崭新的治疗策略。

不过文章仍有一些局限之处，包括以下两个方面：

1. 肿瘤微环境中持续的NaCl沉积可能潜在地促进T细胞衰竭。

2. 高NaCl可能对心血管疾病等产生不良影响，需要更多的临床试验来评估NaCl对抗肿瘤免疫的短期和长期影响。

总体来说，该文章加深了我们对 CD8+ T细胞调控的理解，揭示了调节T细胞活化的新机制。

DOI: 10.1038/s41590-024-01918-6

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