琥珀酸积累驱动免疫抑制性巨噬细胞极化

琥珀酸积累驱动免疫抑制性巨噬细胞极化演讲人01引言：巨噬细胞极化与代谢重编程——免疫应答的“双核引擎”02巨噬细胞极化的代谢重编程：免疫应答的“燃料开关”03琥珀酸的“双重身份”：从代谢中间物到免疫调控信号分子04琥珀酸-M2轴在疾病中的病理意义：从机制到临床05靶向琥珀酸-M2轴的治疗策略：代谢免疫调控的新前沿目录琥珀酸积累驱动免疫抑制性巨噬细胞极化01引言：巨噬细胞极化与代谢重编程——免疫应答的“双核引擎”引言：巨噬细胞极化与代谢重编程——免疫应答的“双核引擎”在免疫系统的复杂调控网络中，巨噬细胞作为一类高度可塑性的免疫细胞，其极化状态决定着免疫应答的走向——从促炎的M1型到免疫抑制的M2型，这一转换不仅是功能的重塑，更是代谢程序的彻底重构。近年来，随着代谢免疫学（Immunometabolism）的兴起，越来越多的证据表明，代谢中间物不再仅仅是能量代谢的“旁观者”，而是直接参与细胞命运决定的“信号分子”。其中，琥珀酸（Succinate）作为三羧酸循环（TCA循环）的中间产物，其异常积累被证实是驱动巨噬细胞向免疫抑制性M2型极化的关键“开关”。这一发现不仅填补了代谢重编程与巨噬细胞功能调控之间的机制空白，更为理解慢性炎症、肿瘤免疫逃逸等病理过程提供了全新的视角。引言：巨噬细胞极化与代谢重编程——免疫应答的“双核引擎”在我的研究经历中，曾有一项关于肿瘤微环境中巨噬细胞代谢特征的课题：当我们通过液相色谱-质谱技术（LC-MS）检测肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的代谢谱时，一个异常突出的现象引起了我们的注意——相较于正常组织中的巨噬细胞，TAMs内的琥珀酸水平竟升高了5-8倍。这一现象并非孤立：在后续的体外实验中，当我们人为增加巨噬细胞内琥珀酸浓度时，细胞表面标志物CD206、CD163的表达显著上调，而促炎因子TNF-α、IL-6的分泌则被抑制；反之，若通过基因敲低琥珀酸脱氢酶（SDH，催化琥珀酸氧化的关键酶）或使用琥珀酸脱羧酶抑制剂降低琥珀酸水平，M2型标志物的表达则明显减少。这些结果直接揭示了琥珀酸与M2型巨噬细胞极化之间的强关联性，也促使我们深入探究：这一代谢中间物究竟如何通过何种机制，成为驱动免疫抑制表型形成的“核心指令”？本文将从巨噬细胞极化的代谢基础入手，系统阐述琥珀酸的代谢与信号功能，解析其驱动M2极化的分子网络，并探讨这一机制在疾病中的病理意义及治疗潜力。02巨噬细胞极化的代谢重编程：免疫应答的“燃料开关”巨噬细胞极化的代谢重编程：免疫应答的“燃料开关”巨噬细胞的极化本质上是转录程序与代谢程序协同重构的过程。M1型（经典激活型）和M2型（替代激活型）巨噬细胞不仅分泌不同的细胞因子，更依赖截然不同的代谢通路来支持其功能——这一现象被形象地称为“代谢表型决定功能表型”。理解这两种代谢模式的差异，是解析琥珀酸在M2极化中作用的前提。M1型巨噬细胞的“促炎代谢模式”：糖酵解主导的快速应答当巨噬细胞受到脂多糖（LPS）、干扰素-γ（IFN-γ）等“危险信号”刺激时，会迅速启动M1型极化程序，其代谢特征表现为以糖酵解为主导的“Warburg效应”。这一过程与肿瘤细胞的代谢重编程高度相似，核心在于通过增强葡萄糖摄取和糖酵解速率，快速产生ATP和生物合成前体物质，以支持促炎因子的合成与分泌。具体而言，M1型巨噬细胞的代谢调控涉及以下关键环节：1.葡萄糖转运体与糖酵解酶的上调：转录因子HIF-1α（缺氧诱导因子-1α）和NF-κB被激活后，可促进葡萄糖转运体GLUT1的表达，并上调己糖激酶（HK）、磷酸果糖激酶-1（PFK-1）、丙酮酸激酶M2（PKM2）等糖酵解酶的活性，加速葡萄糖向丙酮酸的转化。M1型巨噬细胞的“促炎代谢模式”：糖酵解主导的快速应答2.TCA循环的“断点”与柠檬酸输出：糖酵解产生的丙酮酸并非完全进入线粒体氧化，而是部分转化为乳酸（即使在有氧条件下）；同时，TCA循环在异柠檬酸处被“打断”——异柠檬酸脱氢酶（IDH）活性受抑，柠檬酸大量输出线粒体，在胞质中经ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）分解为乙酰辅酶A和草酰乙酸，前者用于脂肪酸合成（支持膜结构重建），后者用于维持糖酵解中间物的平衡。3.ROS与iNOS的协同激活：TCA循环中断导致电子传递链（ETC）复合物Ⅰ和Ⅲ的底物不足，电子漏出增加，活性氧（ROS）生成增多；同时，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）被激活，消耗氧气生成一氧化氮（NO），进一步抑制ETC功能，形成“RM1型巨噬细胞的“促炎代谢模式”：糖酵解主导的快速应答OS-NO”正反馈环路，放大促炎信号。这种“以糖酵解为中心”的代谢模式，虽然能量产生效率较低（每分子葡萄糖仅净生成2个ATP），但能快速提供ATP、NADPH、氨基酸和脂质等物质，满足M1型巨噬细胞“快速应战、高效杀伤”的需求。（二）M2型巨噬细胞的“免疫抑制代谢模式”：氧化磷酸化驱动的长效应答与M1型相反，M2型巨噬细胞（由IL-4、IL-13、IL-10等“修复性信号”诱导）的代谢特征以氧化磷酸化（OXPHOS）和脂肪酸氧化（FAO）为主导，强调“持久续航”而非“快速爆发”。这种代谢模式支持M2型巨噬细胞发挥组织修复、免疫抑制、促进血管生成等功能，其核心在于通过TCA循环的完整运转和ETC的高效偶联，实现ATP的maximal产出。M2型巨噬细胞的代谢调控特点包括：M1型巨噬细胞的“促炎代谢模式”：糖酵解主导的快速应答1.糖酵解受抑与OXPHOS增强：IL-4/IL-13通过激活STAT6信号，上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）和雌激素相关受体α（ERRα），这两个转录因子可促进线粒体生物合成（如激活TFAM）和ETC复合物（复合物Ⅰ-Ⅳ）的表达，同时抑制糖酵解关键酶（如PKM2），使丙酮酸更多进入线粒体经丙酮酸脱氢酶复合物（PDH）转化为乙酰辅酶A，完整进入TCA循环。2.脂肪酸氧化（FAO）的“燃料补充”：M2型巨噬细胞高表达脂肪酸转运体CD36和肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A），可将外源性或内源性脂肪酸转运至线粒体进行β-氧化，生成大量乙酰辅酶A，补充TCA循环的中间物（即“anaplerosis”），维持循环的持续运转。FAO产生的NADH和FADH₂通过ETC驱动ATP合成，同时减少ROS的生成（避免氧化损伤）。M1型巨噬细胞的“促炎代谢模式”：糖酵解主导的快速应答3.“氧化磷酸化-自噬”协同轴：M2型巨噬细胞自噬活性增强，可通过降解受损细胞器和蛋白质回收氨基酸（如谷氨酰胺），进一步支持TCA循环和蛋白质合成；同时，OXPHOS产生的ATP可抑制mTOR信号，促进自噬持续进行，形成“代谢-自噬”正反馈环路。这种“以OXPHOS为中心”的代谢模式，虽然ATP生成速度较慢（每个葡萄糖分子可生成约36个ATP），但能量利用效率高，且能通过多种代谢底物（葡萄糖、脂肪酸、氨基酸）的灵活切换，适应长期免疫抑制和组织修复的需求。代谢重编程与巨噬细胞极化的双向调控值得注意的是，M1与M2的代谢模式并非绝对对立，而是处于动态平衡中，且可通过代谢中间物进行双向调控。例如：-琥珀酸的积累可“逆转”M1代谢向M2代谢转换：在M1型巨噬细胞中，琥珀酸的积累会抑制IDH活性，进一步阻断TCA循环，促进糖酵解；但在特定微环境下（如肿瘤、慢性炎症），琥珀酸的持续积累反而会通过激活HIF-1α和表观遗传修饰，推动巨噬细胞向M2型极化——这一“矛盾”现象恰恰体现了代谢中间物对细胞命运的“双刃剑”作用。-代谢酶的表达受转录因子与代谢产物的双重调控：例如，SDH不仅催化琥珀酸氧化，其亚基SDHB的表达受HIF-1α的负调控；而琥珀酸的积累又可抑制HIF-1α的降解，形成“琥珀酸-HIF-1α-SDH”的负反馈环路。这种复杂的调控网络，使得代谢重编程成为巨噬细胞极化过程中的“核心枢纽”。03琥珀酸的“双重身份”：从代谢中间物到免疫调控信号分子琥珀酸的“双重身份”：从代谢中间物到免疫调控信号分子琥珀酸（化学名称：丁二酸）是TCA循环中连接草酰乙酸和α-酮戊二酸的关键中间物，分子式为C₄H₆O₄。在生理条件下，琥珀酸主要以离子形式（琥珀酸根）存在，在线粒体基质中浓度约为0.1-1.0mM。传统观点认为，琥珀酸仅是代谢通路的“过客”，但近年来的研究发现，其积累时可通过两种核心机制发挥信号分子作用：一是激活细胞膜G蛋白偶联受体（GPR91），二是抑制α-酮戊二酸（α-KG）依赖的双加氧酶（α-KG-dependentdioxygenases）。这两种机制共同构成了琥珀酸驱动M2型巨噬细胞极化的分子基础。琥珀酸的代谢来源与动态平衡琥珀酸在细胞内的生成与清除处于动态平衡，其来源主要包括：1.TCA循环的“正常产出”：在完整运转的TCA循环中，异柠檬酸经异柠檬酸脱氢酶（IDH）催化生成α-KG，α-KG经α-KG脱氢酶复合物（α-KGDC）氧化生成琥珀酰辅酶A（Succinyl-CoA），后者经琥珀酰辅酶A合成酶（SCS）转化为琥珀酸。这一过程是琥珀酸的“经典生成途径”，在OXPHOS活跃的M2型巨噬细胞中高效进行。2.“旁路途径”的异常生成：在缺氧、炎症或线粒体功能障碍时，TCA循环中断，琥琥珀酸的代谢来源与动态平衡珀酸可通过以下途径异常积累：-谷氨酰胺分解：谷氨酰胺经谷氨酰胺酶（GLS）转化为谷氨酸，再经谷氨酸脱氢酶（GDH）或转氨酶生成α-KG，若α-KGDC活性受抑（如琥珀酸积累反馈抑制），α-KG会逆向转化为异柠檬酸，再经异柠檬酸裂解酶（ICL）生成琥珀酸和乙醛酸（此途径在微生物中常见，但在哺乳动物细胞中仅在应激条件下激活）。-甘氨酸分解途径：甘氨酸经甘氨酸脱羧酶复合物（GDC）生成甲烯四氢叶酸和NH₃，同时产生琥珀酸半醛，后者经琥珀酸半醛脱氢酶（SSADH）转化为琥珀酸。-活性氧（ROS）介导的“代谢逆转”：高水平的ROS可使TCA循环中间物（如α-KG）发生氧化还原反应，逆向生成琥珀酸。琥珀酸的代谢来源与动态平衡琥珀酸的清除主要依赖琥珀酸脱氢酶（SDH，复合物Ⅱ）的催化：SDH将琥珀酸氧化为延胡索素，同时将电子传递给泛醌（CoQ），进入ETC。因此，SDH活性是决定琥珀酸水平的关键“阀门”——当SDH受抑制（如基因突变、缺氧、氧化损伤）或底物（延胡索素）积累时，琥珀酸便会在线粒体内大量蓄积，并通过线粒体膜上的阴离子载体（如dicarboxylatecarrier,DIC）转运至胞质，甚至通过外泌体或膜转运体分泌至细胞外，发挥旁分泌/自分泌信号作用。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越琥珀酸积累后，可通过“受体依赖”和“酶依赖”两条途径发挥免疫调控作用，其中“酶依赖”途径是其驱动M2极化的核心机制。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路GPR91（又称SUCNR1）是琥珀酸特异性G蛋白偶联受体，广泛表达于免疫细胞（如巨噬细胞、树突状细胞）、血管内皮细胞和脂肪细胞。当胞外琥珀酸（可来源于细胞分泌或菌群代谢）与GPR91结合后，通过Gαq蛋白激活磷脂酶C（PLC），促进IP₃和DAG生成，进而激活PKC和钙信号通路；同时，GPR91还可通过Gαi/o蛋白抑制腺苷酸环化酶（AC），降低cAMP水平。在巨噬细胞中，GPR91信号的激活可促进：-趋化迁移：琥珀酸作为“趋化因子”，引导巨噬细胞向炎症部位或肿瘤微环境聚集；-炎症因子释放：早期激活NF-κB信号，促进TNF-α、IL-6等促炎因子分泌（但在持续刺激下，会向免疫抑制表型转换）；-血管生成：激活内皮细胞VEGF表达，促进肿瘤血管生成。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路然而，在M2极化的调控中，GPR91的作用相对次要——研究表明，敲除巨噬细胞GPR91后，琥珀酸诱导的M2标志物表达仅部分抑制，而SDH功能缺失或琥珀酸积累的细胞仍可发生M2极化，提示“酶依赖”途径才是核心。2.抑制α-KG依赖的双加氧酶：表观遗传与HIF调控的“分子开关”α-KG依赖的双加氧酶（α-KGDDs）是一类需要α-KG作为辅因子、Fe²⁺和抗坏血酸作为辅助因子的酶家族，包括：-组蛋白去甲基化酶（KDMs）：如KDM5A（组蛋白H3K4去甲基化酶）、KDM6A（组蛋白H3K27去甲基化酶），可去除组蛋白甲基化修饰，开放或关闭染色质；-DNA去甲基化酶（TETs）：如TET2（5-甲基胞嘧啶羟化酶），可将DNA甲基化标记（5mC）转化为5hmC，启动DNA去甲基化；琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路-脯氨酰羟化酶（PHDs）：如PHD1/2/3，是HIF-1α的关键调控酶，可羟化HIF-1α的脯氨酸残基，促进其与VHL蛋白结合，经泛素-蛋白酶体途径降解。琥珀酸与α-KG在结构上高度相似（均为二羧酸），可作为“竞争性抑制剂”结合α-KGDDs的活性中心，阻断其对底物的催化作用。这一机制在M2极化中发挥多重调控作用：-HIF-1α稳定化：琥珀酸抑制PHDs活性，使HIF-1α不被羟化降解，即使在常氧条件下（“假性缺氧”）也能稳定积累。HIF-1α作为“masterregulator”，可激活M2型基因（如Arg1、Fizz1、Mrc1）的表达，同时促进糖酵解相关基因（如GLUT1、LDHA）的表达，为M2极化提供代谢支持。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路-组蛋白/DNA甲基化修饰异常：琥珀酸抑制KDMs和TETs后，组蛋白甲基化水平升高（如H3K4me3、H3K27me3增加），DNA甲基化水平升高（5hmC减少），导致M2相关基因（如Il10、Tgfb1）的启动子区域染色质结构改变，转录激活或沉默。例如，TET2抑制可使Il10基因启动子区DNA甲基化增加，反而促进其表达——这一“反常”现象是由于甲基化修饰的复杂性，不同基因位点的甲基化状态对转录的调控效果不同。-表观遗传记忆的形成：琥珀酸介导的表观遗传修饰具有可遗传性，可使巨噬细胞在微环境刺激消失后仍维持M2表型，形成“代谢-表观遗传”记忆，这是慢性炎症中免疫抑制状态持续存在的重要机制。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路四、琥珀酸积累驱动M2极化的核心机制：从代谢失衡到免疫抑制表型基于上述背景，琥珀酸积累驱动M2型巨噬细胞极化的机制可概括为“代谢失衡-信号激活-表观重塑-功能转化”的级联反应，涉及HIF-1α稳定化、表观遗传修饰、经典M2通路协同及免疫抑制微环境构建等多个层面。（一）HIF-1α稳定化：糖酵解重编程与M2基因转录的“总开关”HIF-1α是琥珀酸调控M2极化的核心靶点，其稳定化可从“代谢”和“转录”两个维度推动M2表型形成。1.琥珀酸-PHDs-HIF-1α轴的激活：在正常生理条件下，PHDs利用氧气、α-KG和Fe²⁺羟化HIF-1α的ODDD结构域（氧依赖性降解结构域），羟化的HIF-1α与VHL蛋白结合，被泛素化并降解；当琥珀酸积累时，竞争性抑制PHDs活性，HIF-1α不被降解，在胞质中大量积累并进入细胞核，与HIF-1β（ARNT）形成异源二聚体，结合到靶基因启动子的HRE（缺氧反应元件）上，激活转录。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路2.HIF-1α靶基因与M2表型的关联：-糖酵解相关基因：HIF-1α上调GLUT1（葡萄糖转运体）、HK2（己糖激酶2）、LDHA（乳酸脱氢酶A），促进葡萄糖摄取和糖酵解，为M2型巨噬细胞提供ATP和生物合成前体（如核糖-5-磷酸用于核酸合成，磷酸烯醇式丙酮酸用于合成非必需氨基酸）。-M2型标志物基因：HIF-1α直接结合Arg1（精氨酸酶1）启动子，促进其表达；Arg1通过分解精氨酸生成尿素和鸟氨酸，鸟氨酸可转化为多胺（促进细胞增殖）和脯氨酸（参与胶原蛋白合成，支持组织修复），同时精氨酸的消耗抑制了一氧化氮合酶（iNOS）的活性，减少NO的促炎作用。琥珀酸的信号转导功能：从“代谢池”到“信号库”的跨越GPR91依赖的细胞膜受体信号通路-免疫抑制性细胞因子基因：HIF-1α促进IL-10和TGF-β的转录，这两种细胞因子是M2型巨噬细胞的核心效应分子，可抑制T细胞活化、促进Treg分化，形成“免疫抑制闭环”。3.Warburg效应增强与M2表型维持的正反馈环路：HIF-1α驱动的糖酵解增强会产生大量乳酸，乳酸可通过GPR81（HCAR1）受体激活mTORC1信号，进一步促进HIF-1α的翻译和稳定性；同时，乳酸的积累会抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性，改变组蛋白乙酰化修饰，进一步激活M2相关基因转录，形成“琥珀酸-HIF-1α-糖酵解-乳酸-M2表型”的正反馈环路。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”除了HIF-1α，琥珀酸通过抑制α-KGDDs介导的表观遗传修饰是其驱动M2极化的另一核心机制，这一机制具有“精准性”和“长效性”特点。1.TET2抑制与DNA甲基化异常：TET2是催化5mC→5hmC→5fC→5caC级联反应的关键酶，其活性受琥珀酸抑制后，基因组整体5hmC水平下降，DNA甲基化水平升高。在M2型巨噬细胞中，这种甲基化改变具有“基因特异性”效应：-M2抑制基因的沉默：如M1型标志物基因（如Nos2、Il12b）的启动子区DNA甲基化增加，转录激活受阻；-M2激活基因的开放：如Il10、Tgfb1的启动子区组蛋白修饰（如H3K4me3）与DNA甲基化协同作用，促进转录因子（如STAT6）的结合，激活基因表达。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”值得注意的是，TET2在巨噬细胞极化中具有“双向调控”作用——在M1极化中，TET2通过去甲基化激活促炎基因；而在琥珀酸积累的微环境中，TET2被抑制反而促进M2基因表达，这一“矛盾”现象体现了代谢中间物对表观遗传网络的“重编程”作用。2.组蛋白去甲基化酶抑制与组蛋白甲基化重塑：琥珀酸抑制KDM5A（H3K4me3去甲基化酶）和KDM6A（H3K27me3去甲基化酶）后，组蛋白甲基化修饰发生显著改变：-H3K4me3增加：M2相关基因（如Arg1、Mrc1）启动子区H3K4me3（转录激活标记）积累，增强RNA聚合酶Ⅱ的结合，促进转录；-H3K27me3增加：M1相关基因（如Tnf、Il6）启动子区H3K27me3（转录抑制标记）积累，抑制转录激活。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”这种组蛋白修饰的“双轨调控”使M2基因表达谱稳定维持，即使微环境中琥珀酸水平下降，表观遗传记忆仍可确保巨噬细胞长期处于免疫抑制状态。（三）与经典M2极化通路的协同调控：IL-4/IL-13-STAT6轴的“代谢放大器”IL-4/IL-13是诱导M2极化的经典细胞因子，通过激活STAT6信号通路调控M2基因表达。琥珀酸积累与IL-4/IL-13信号通路之间存在“协同放大”效应，共同推动M2极化。1.琥珀酸增强IL-4Rα的表达与STAT6磷酸化：研究表明，琥珀酸可通过HIF-1α上调IL-4受体α亚基（IL-4Rα）的表达，增强巨噬细胞对IL-4的敏感性；同时，琥珀酸激活的PKC信号可促进STAT6的磷酸化（Y641位），增强STAT6与DNA的结合能力。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”2.STAT6与HIF-1α的协同激活：STAT6与HIF-1α可在M2基因启动子区形成“转录复合物”——STAT6通过其SH2结构域与HIF-1α的PAS结构域相互作用，共同结合到HRE和STAT6结合元件（SBE）上，协同激活Arg1、Fizz1等基因转录。例如，在Arg1启动子区域，STAT6和HIF-1α的协同结合可使转录活性较单一因子提高3-5倍。3.M2型细胞因子的自分泌环路形成：IL-4/IL-13诱导的M2型巨噬细胞可分泌IL-10和TGF-β，这些细胞因子又可通过自分泌方式激活STAT3和SMAD信号，进一步促进IL-4Rα和IL-13Rα的表达，形成“IL-4/IL-13-STAT6-M2细胞因子-IL-4/IL-13”的正反馈环路。琥珀酸通过增强这一环路，使M2极化“不可逆”。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”（四）免疫抑制微环境的主动构建：琥珀酸-M2轴的“远距离调控”M2型巨噬细胞的免疫抑制功能不仅体现在自身对T细胞的直接抑制，更在于其可通过分泌因子和细胞间接触，主动构建免疫抑制微环境，这一过程在肿瘤和慢性炎症中尤为关键。1.通过分泌型因子抑制T细胞功能：琥珀酸驱动的M2型巨噬细胞高表达IL-10和TGF-β，这两种细胞因子可通过以下途径抑制T细胞活化：-IL-10：抑制树突状细胞（DCs）的成熟和抗原呈递，降低MHCⅡ和共刺激分子（如CD80/CD86）的表达，使T细胞无法接受第一信号；同时，IL-10可直接抑制T细胞IL-2的产生，阻断T细胞增殖。-TGF-β：诱导初始T细胞（Tnaive）分化为调节性T细胞（Treg），Treg通过分泌IL-10和TGF-β进一步抑制效应T细胞（如Th1、Th17）的功能。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”2.促进Treg细胞分化与扩增：琥珀酸可通过GPR91和HIF-1α两条途径促进Treg分化：-GPR91信号：激活Treg细胞内的PI3K-Akt信号，促进Foxp3（Treg特异性转录因子）的表达；-HIF-1α：与Foxp3启动子区的HRE结合，直接激活Foxp3转录。在肿瘤微环境中，琥珀酸驱动的M2型巨噬细胞与Treg细胞形成“协同抑制联盟”——M2细胞通过分泌TGF-β和IL-10促进Treg扩增，Treg又通过CTLA-4和PD-1抑制M1型巨噬细胞的活化，形成“免疫抑制闭环”。表观遗传修饰：琥珀酸调控M2基因表达的“分子开关”3.调控其他免疫细胞的活性：琥珀酸-M2轴还可通过以下途径影响其他免疫细胞：-抑制NK细胞活性：M2型巨噬细胞分泌的PGE2和TGF-β可抑制NK细胞的穿孔素和颗粒酶B的表达，降低其对肿瘤细胞的杀伤能力；-促进髓系来源抑制细胞（MDSCs）扩增：琥珀酸可通过GPR91信号诱导MDSCs的募集和活化，MDSCs通过精氨酸酶1和iNOS抑制T细胞功能，与M2型巨噬细胞共同构成“免疫抑制网络”。04琥珀酸-M2轴在疾病中的病理意义：从机制到临床琥珀酸-M2轴在疾病中的病理意义：从机制到临床琥珀酸积累驱动M2型巨噬细胞极化的机制，不仅揭示了代谢重编程与免疫抑制的内在联系，更在多种人类疾病的病理过程中扮演关键角色。理解这一机制的临床意义，为疾病诊断和治疗提供了新的靶点。（一）肿瘤微环境中的免疫逃逸：琥珀酸驱动的M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）肿瘤微环境（TME）是一个典型的“高琥珀酸”微环境——肿瘤细胞在快速增殖过程中发生Warburg效应，TCA循环中断，琥珀酸大量积累；同时，肿瘤细胞缺氧诱导HIF-1α表达，抑制SDH活性，进一步加剧琥珀酸积累。这些琥珀酸可通过旁分泌方式作用于TAMs，驱动其向M2型极化，促进肿瘤免疫逃逸。琥珀酸-M2轴在疾病中的病理意义：从机制到临床1.TAMs琥珀酸积累与M2极化的临床相关性：通过对肝癌、乳腺癌、肺癌等患者样本的分析发现，肿瘤组织中琥珀酸水平与TAMs的浸润程度呈正相关，且琥珀酸高表达患者的TAMs中CD206、CD163等M2标志物表达显著升高，而患者总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）则显著缩短。2.琥珀酸-TAMs轴促进肿瘤进展的机制：-免疫抑制：M2型TAMs通过分泌IL-10、TGF-β和PD-L1，抑制CD8⁺T细胞的活性和增殖，促进Treg分化，形成“免疫赦免”状态；-血管生成：TAMs分泌的VEGF和bFGF促进肿瘤血管生成，为肿瘤提供营养和氧气；琥珀酸-M2轴在疾病中的病理意义：从机制到临床-组织侵袭与转移：TAMs分泌的MMPs（基质金属蛋白酶）降解细胞外基质（ECM），促进肿瘤细胞侵袭和转移；-代谢重编程：TAMs通过FAO和OXPHOS为肿瘤细胞提供代谢产物（如乳酸、酮体），支持肿瘤生长（“代谢共生”现象）。3.琥珀酸水平作为肿瘤预后标志物的潜力：研究表明，血清或肿瘤组织中琥珀酸水平可反映肿瘤免疫微环境的抑制程度，有望成为预测免疫检查点抑制剂（如抗PD-1/PD-L1）疗效的生物标志物——琥珀酸水平高的患者可能对靶向琥珀酸代谢的治疗更敏感。感染性疾病中的免疫耐受：病原体操纵琥珀酸代谢的策略在慢性感染（如结核分枝杆菌、HIV、寄生虫感染）中，病原体可通过多种机制抑制宿主巨噬细胞的SDH活性，诱导琥珀酸积累，驱动M2型极化，形成“免疫耐受”状态，以利于自身存活和扩散。1.结核分枝杆菌（Mtb）的琥珀酸“劫持”机制：Mtb分泌的ESAT-6蛋白可抑制巨噬细胞线粒体功能，降低SDH活性，导致琥珀酸积累；同时，Mtb可通过甘氨酸分解途径自身产生琥珀酸，进一步加剧琥珀酸积累。琥珀酸驱动的M2型巨噬细胞高表达IL-10和TGF-β，抑制Th1细胞的活化，降低IFN-γ的产生，削弱对Mtb的清除能力，促进Mtb在巨噬细胞内潜伏。感染性疾病中的免疫耐受：病原体操纵琥珀酸代谢的策略2.HIV感染的琥珀酸-M2-Treg轴：HIV感染后，CD4⁺T细胞和巨噬细胞发生代谢重编程，琥珀酸积累驱动巨噬细胞向M2型极化，M2型巨噬细胞通过分泌IL-10和TGF-β促进Treg分化，Treg又抑制CD4⁺和CD8⁺T细胞的活化，形成“免疫抑制-病毒复制”的正反馈环路，加速HIV病程进展。3.抗感染治疗中靶向琥珀酸代谢的潜在价值：通过激活SDH活性或使用琥珀酸脱羧酶抑制剂降低琥珀酸水平，可逆转巨噬细胞的M2极化，增强其抗感染能力。例如，在结核病模型中，使用SDH激动剂二氯乙酸（DCA）可降低琥珀酸水平，促进巨噬细胞向M1型极化，增强对Mtb的清除作用。慢性炎症与纤维化疾病：琥珀酸-M2轴的“双刃剑”作用在慢性炎症（如炎症性肠病IBD、类风湿关节炎RA）和器官纤维化（如肝纤维化、肾纤维化）中，琥珀酸-M2轴的持续激活可导致组织修复异常和纤维化形成。1.炎症性肠病（IBD）中的琥珀酸积累：IBD患者肠道黏膜中，缺氧和菌群失调导致琥珀酸积累，驱动巨噬细胞向M2型极化，M2型巨噬细胞通过分泌TGF-β和PDGF促进成纤维细胞活化，产生大量ECM，形成肠道纤维化，导致肠腔狭窄和功能障碍。2.肝纤维化中的琥珀酸-M2-肝星状细胞（HSCs）轴：肝损伤后，肝细胞坏死和Kupffer细胞（肝脏巨噬细胞）激活导致琥珀酸积累，驱动Kupffer细胞向M2型极化，M2型Kupffer细胞分泌TGF-β激活HSCs，活化的HSCs转化为肌成纤维细胞，分泌胶原纤维，形成肝纤维化。研究表明，敲除巨噬细胞SDH基因可加剧肝纤维化，而使用琥珀酸脱羧酶抑制剂则可减轻纤维化程度。慢性炎症与纤维化疾病：琥珀酸-M2轴的“双刃剑”作用3.靶向琥珀酸-M2轴的抗纤维化策略：通过阻断琥珀酸信号（如GPR91拮抗剂）或促进琥珀酸清除（如增强线粒体功能），可抑制M2型巨噬细胞的极化，减少TGF-β和PDGF的分泌，延缓纤维化进程。在肾纤维化模型中，使用GPR91拮抗剂可降低M2型巨噬细胞浸润，减轻肾小球硬化和肾小间质纤维化。05靶向琥珀酸-M2轴的治疗策略：代谢免疫调控的新前沿靶向琥珀酸-M2轴的治疗策略：代谢免疫调控的新前沿基于琥珀酸积累驱动M2型巨噬细胞极化的机制，靶向琥珀酸代谢或其下游信号通路，已成为免疫治疗和代谢性疾病治疗的新方向。目前，相关治疗策略主要包括以下几类：恢复琥珀酸代谢平衡：从抑制积累到促进清除1.SDH激动剂：二氯乙酸（DCA）是一种经典的SDH激动剂，可通过抑制丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）活性，增加丙酮酸进入线粒体，促进琥珀酸氧化为延胡索素，降低琥珀酸水平。在肿瘤模型中，DCA可逆转TAMs的M2极化，增强抗PD-1治疗的疗效；在结核病模型中，DCA可增强巨噬细胞对Mtb的清除能力。2.琥珀酸脱羧酶（SCD）激活剂：SCD可将琥珀酸转化为琥珀酸半醛，进一步氧化为α-酮戊二酸，进入TCA循环。开发SCD激活剂可促进琥珀酸的分解，降低其积累水平。目前，小分子SCD激活剂仍处于临床前研究阶段。3.线粒体功能增强剂：通过激活线粒体生物合成（如PPARγ激动剂）或改善线粒体动力学（如Mfn2激动剂），可增强SDH活性和ETC功能，促进琥珀酸的氧化清除。例如，PPARγ激动剂罗格列酮在糖尿病模型中可降低巨噬细胞琥珀酸水平，减轻胰岛素抵抗。阻断琥珀酸信号通路：GPR91拮抗剂与下游信号干预1.GPR91拮抗剂：小分子GPR91拮抗剂（如ML-294、PTIC-006）可阻断琥珀酸与GPR91的结合，抑制下游信号激活。在肿瘤模型中，ML-294可减少M2型TAMs的浸润，抑制肿瘤生长；在IBD模型中，PTIC-006可减轻肠道炎症和纤维化。2.HIF-1α抑制剂：HIF-1α是琥珀酸下游的关键靶点，其抑制剂（如PX-478、Echinomycin）可阻断HIF-1α的转录活性，逆转M2极化。目前，PX-478已进入临床Ⅱ期试验，用于治疗实体瘤。3.表观遗传修饰酶抑制剂：针对琥珀酸介导的表观遗传异常，开发TET2激活剂、KDMs激活剂或DNA甲基化抑制剂（如5-Azacytidine），可恢复M2相关基因的正常表达。例如，5-Azacytidine在肿瘤模型中可降低M2型TAMs的比例，增强T细胞抗肿瘤