琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)免疫抑制性巨噬細(xì)胞極化演講人01引言：巨噬細(xì)胞極化與代謝重編程——免疫應(yīng)答的“雙核引擎”02巨噬細(xì)胞極化的代謝重編程：免疫應(yīng)答的“燃料開關(guān)”03琥珀酸的“雙重身份”：從代謝中間物到免疫調(diào)控信號(hào)分子04琥珀酸-M2軸在疾病中的病理意義：從機(jī)制到臨床05靶向琥珀酸-M2軸的治療策略：代謝免疫調(diào)控的新前沿目錄琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)免疫抑制性巨噬細(xì)胞極化01引言：巨噬細(xì)胞極化與代謝重編程——免疫應(yīng)答的“雙核引擎”引言：巨噬細(xì)胞極化與代謝重編程——免疫應(yīng)答的“雙核引擎”在免疫系統(tǒng)的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，巨噬細(xì)胞作為一類高度可塑性的免疫細(xì)胞，其極化狀態(tài)決定著免疫應(yīng)答的走向——從促炎的M1型到免疫抑制的M2型，這一轉(zhuǎn)換不僅是功能的重塑，更是代謝程序的徹底重構(gòu)。近年來，隨著代謝免疫學(xué)（Immunometabolism）的興起，越來越多的證據(jù)表明，代謝中間物不再僅僅是能量代謝的“旁觀者”，而是直接參與細(xì)胞命運(yùn)決定的“信號(hào)分子”。其中，琥珀酸（Succinate）作為三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）的中間產(chǎn)物，其異常積累被證實(shí)是驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向免疫抑制性M2型極化的關(guān)鍵“開關(guān)”。這一發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了代謝重編程與巨噬細(xì)胞功能調(diào)控之間的機(jī)制空白，更為理解慢性炎癥、腫瘤免疫逃逸等病理過程提供了全新的視角。引言：巨噬細(xì)胞極化與代謝重編程——免疫應(yīng)答的“雙核引擎”在我的研究經(jīng)歷中，曾有一項(xiàng)關(guān)于腫瘤微環(huán)境中巨噬細(xì)胞代謝特征的課題：當(dāng)我們通過液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)（LC-MS）檢測腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）的代謝譜時(shí)，一個(gè)異常突出的現(xiàn)象引起了我們的注意——相較于正常組織中的巨噬細(xì)胞，TAMs內(nèi)的琥珀酸水平竟升高了5-8倍。這一現(xiàn)象并非孤立：在后續(xù)的體外實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)我們?nèi)藶樵黾泳奘杉?xì)胞內(nèi)琥珀酸濃度時(shí)，細(xì)胞表面標(biāo)志物CD206、CD163的表達(dá)顯著上調(diào)，而促炎因子TNF-α、IL-6的分泌則被抑制；反之，若通過基因敲低琥珀酸脫氫酶（SDH，催化琥珀酸氧化的關(guān)鍵酶）或使用琥珀酸脫羧酶抑制劑降低琥珀酸水平，M2型標(biāo)志物的表達(dá)則明顯減少。這些結(jié)果直接揭示了琥珀酸與M2型巨噬細(xì)胞極化之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，也促使我們深入探究：這一代謝中間物究竟如何通過何種機(jī)制，成為驅(qū)動(dòng)免疫抑制表型形成的“核心指令”？本文將從巨噬細(xì)胞極化的代謝基礎(chǔ)入手，系統(tǒng)闡述琥珀酸的代謝與信號(hào)功能，解析其驅(qū)動(dòng)M2極化的分子網(wǎng)絡(luò)，并探討這一機(jī)制在疾病中的病理意義及治療潛力。02巨噬細(xì)胞極化的代謝重編程：免疫應(yīng)答的“燃料開關(guān)”巨噬細(xì)胞極化的代謝重編程：免疫應(yīng)答的“燃料開關(guān)”巨噬細(xì)胞的極化本質(zhì)上是轉(zhuǎn)錄程序與代謝程序協(xié)同重構(gòu)的過程。M1型（經(jīng)典激活型）和M2型（替代激活型）巨噬細(xì)胞不僅分泌不同的細(xì)胞因子，更依賴截然不同的代謝通路來支持其功能——這一現(xiàn)象被形象地稱為“代謝表型決定功能表型”。理解這兩種代謝模式的差異，是解析琥珀酸在M2極化中作用的前提。M1型巨噬細(xì)胞的“促炎代謝模式”：糖酵解主導(dǎo)的快速應(yīng)答當(dāng)巨噬細(xì)胞受到脂多糖（LPS）、干擾素-γ（IFN-γ）等“危險(xiǎn)信號(hào)”刺激時(shí)，會(huì)迅速啟動(dòng)M1型極化程序，其代謝特征表現(xiàn)為以糖酵解為主導(dǎo)的“Warburg效應(yīng)”。這一過程與腫瘤細(xì)胞的代謝重編程高度相似，核心在于通過增強(qiáng)葡萄糖攝取和糖酵解速率，快速產(chǎn)生ATP和生物合成前體物質(zhì)，以支持促炎因子的合成與分泌。具體而言，M1型巨噬細(xì)胞的代謝調(diào)控涉及以下關(guān)鍵環(huán)節(jié)：1.葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體與糖酵解酶的上調(diào)：轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α（缺氧誘導(dǎo)因子-1α）和NF-κB被激活后，可促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體GLUT1的表達(dá)，并上調(diào)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轉(zhuǎn)化。M1型巨噬細(xì)胞的“促炎代謝模式”：糖酵解主導(dǎo)的快速應(yīng)答2.TCA循環(huán)的“斷點(diǎn)”與檸檬酸輸出：糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸并非完全進(jìn)入線粒體氧化，而是部分轉(zhuǎn)化為乳酸（即使在有氧條件下）；同時(shí)，TCA循環(huán)在異檸檬酸處被“打斷”——異檸檬酸脫氫酶（IDH）活性受抑，檸檬酸大量輸出線粒體，在胞質(zhì)中經(jīng)ATP-檸檬酸裂解酶（ACLY）分解為乙酰輔酶A和草酰乙酸，前者用于脂肪酸合成（支持膜結(jié)構(gòu)重建），后者用于維持糖酵解中間物的平衡。3.ROS與iNOS的協(xié)同激活：TCA循環(huán)中斷導(dǎo)致電子傳遞鏈（ETC）復(fù)合物Ⅰ和Ⅲ的底物不足，電子漏出增加，活性氧（ROS）生成增多；同時(shí)，誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）被激活，消耗氧氣生成一氧化氮（NO），進(jìn)一步抑制ETC功能，形成“RM1型巨噬細(xì)胞的“促炎代謝模式”：糖酵解主導(dǎo)的快速應(yīng)答OS-NO”正反饋環(huán)路，放大促炎信號(hào)。這種“以糖酵解為中心”的代謝模式，雖然能量產(chǎn)生效率較低（每分子葡萄糖僅凈生成2個(gè)ATP），但能快速提供ATP、NADPH、氨基酸和脂質(zhì)等物質(zhì)，滿足M1型巨噬細(xì)胞“快速應(yīng)戰(zhàn)、高效殺傷”的需求。（二）M2型巨噬細(xì)胞的“免疫抑制代謝模式”：氧化磷酸化驅(qū)動(dòng)的長效應(yīng)答與M1型相反，M2型巨噬細(xì)胞（由IL-4、IL-13、IL-10等“修復(fù)性信號(hào)”誘導(dǎo)）的代謝特征以氧化磷酸化（OXPHOS）和脂肪酸氧化（FAO）為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)“持久續(xù)航”而非“快速爆發(fā)”。這種代謝模式支持M2型巨噬細(xì)胞發(fā)揮組織修復(fù)、免疫抑制、促進(jìn)血管生成等功能，其核心在于通過TCA循環(huán)的完整運(yùn)轉(zhuǎn)和ETC的高效偶聯(lián)，實(shí)現(xiàn)ATP的maximal產(chǎn)出。M2型巨噬細(xì)胞的代謝調(diào)控特點(diǎn)包括：M1型巨噬細(xì)胞的“促炎代謝模式”：糖酵解主導(dǎo)的快速應(yīng)答1.糖酵解受抑與OXPHOS增強(qiáng)：IL-4/IL-13通過激活STAT6信號(hào)，上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）和雌激素相關(guān)受體α（ERRα），這兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子可促進(jìn)線粒體生物合成（如激活TFAM）和ETC復(fù)合物（復(fù)合物Ⅰ-Ⅳ）的表達(dá)，同時(shí)抑制糖酵解關(guān)鍵酶（如PKM2），使丙酮酸更多進(jìn)入線粒體經(jīng)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物（PDH）轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，完整進(jìn)入TCA循環(huán)。2.脂肪酸氧化（FAO）的“燃料補(bǔ)充”：M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)體CD36和肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1A（CPT1A），可將外源性或內(nèi)源性脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體進(jìn)行β-氧化，生成大量乙酰輔酶A，補(bǔ)充TCA循環(huán)的中間物（即“anaplerosis”），維持循環(huán)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。FAO產(chǎn)生的NADH和FADH?通過ETC驅(qū)動(dòng)ATP合成，同時(shí)減少ROS的生成（避免氧化損傷）。M1型巨噬細(xì)胞的“促炎代謝模式”：糖酵解主導(dǎo)的快速應(yīng)答3.“氧化磷酸化-自噬”協(xié)同軸：M2型巨噬細(xì)胞自噬活性增強(qiáng)，可通過降解受損細(xì)胞器和蛋白質(zhì)回收氨基酸（如谷氨酰胺），進(jìn)一步支持TCA循環(huán)和蛋白質(zhì)合成；同時(shí)，OXPHOS產(chǎn)生的ATP可抑制mTOR信號(hào)，促進(jìn)自噬持續(xù)進(jìn)行，形成“代謝-自噬”正反饋環(huán)路。這種“以O(shè)XPHOS為中心”的代謝模式，雖然ATP生成速度較慢（每個(gè)葡萄糖分子可生成約36個(gè)ATP），但能量利用效率高，且能通過多種代謝底物（葡萄糖、脂肪酸、氨基酸）的靈活切換，適應(yīng)長期免疫抑制和組織修復(fù)的需求。代謝重編程與巨噬細(xì)胞極化的雙向調(diào)控值得注意的是，M1與M2的代謝模式并非絕對(duì)對(duì)立，而是處于動(dòng)態(tài)平衡中，且可通過代謝中間物進(jìn)行雙向調(diào)控。例如：-琥珀酸的積累可“逆轉(zhuǎn)”M1代謝向M2代謝轉(zhuǎn)換：在M1型巨噬細(xì)胞中，琥珀酸的積累會(huì)抑制IDH活性，進(jìn)一步阻斷TCA循環(huán)，促進(jìn)糖酵解；但在特定微環(huán)境下（如腫瘤、慢性炎癥），琥珀酸的持續(xù)積累反而會(huì)通過激活HIF-1α和表觀遺傳修飾，推動(dòng)巨噬細(xì)胞向M2型極化——這一“矛盾”現(xiàn)象恰恰體現(xiàn)了代謝中間物對(duì)細(xì)胞命運(yùn)的“雙刃劍”作用。-代謝酶的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄因子與代謝產(chǎn)物的雙重調(diào)控：例如，SDH不僅催化琥珀酸氧化，其亞基SDHB的表達(dá)受HIF-1α的負(fù)調(diào)控；而琥珀酸的積累又可抑制HIF-1α的降解，形成“琥珀酸-HIF-1α-SDH”的負(fù)反饋環(huán)路。這種復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，使得代謝重編程成為巨噬細(xì)胞極化過程中的“核心樞紐”。03琥珀酸的“雙重身份”：從代謝中間物到免疫調(diào)控信號(hào)分子琥珀酸的“雙重身份”：從代謝中間物到免疫調(diào)控信號(hào)分子琥珀酸（化學(xué)名稱：丁二酸）是TCA循環(huán)中連接草酰乙酸和α-酮戊二酸的關(guān)鍵中間物，分子式為C?H?O?。在生理?xiàng)l件下，琥珀酸主要以離子形式（琥珀酸根）存在，在線粒體基質(zhì)中濃度約為0.1-1.0mM。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，琥珀酸僅是代謝通路的“過客”，但近年來的研究發(fā)現(xiàn)，其積累時(shí)可通過兩種核心機(jī)制發(fā)揮信號(hào)分子作用：一是激活細(xì)胞膜G蛋白偶聯(lián)受體（GPR91），二是抑制α-酮戊二酸（α-KG）依賴的雙加氧酶（α-KG-dependentdioxygenases）。這兩種機(jī)制共同構(gòu)成了琥珀酸驅(qū)動(dòng)M2型巨噬細(xì)胞極化的分子基礎(chǔ)。琥珀酸的代謝來源與動(dòng)態(tài)平衡琥珀酸在細(xì)胞內(nèi)的生成與清除處于動(dòng)態(tài)平衡，其來源主要包括：1.TCA循環(huán)的“正常產(chǎn)出”：在完整運(yùn)轉(zhuǎn)的TCA循環(huán)中，異檸檬酸經(jīng)異檸檬酸脫氫酶（IDH）催化生成α-KG，α-KG經(jīng)α-KG脫氫酶復(fù)合物（α-KGDC）氧化生成琥珀酰輔酶A（Succinyl-CoA），后者經(jīng)琥珀酰輔酶A合成酶（SCS）轉(zhuǎn)化為琥珀酸。這一過程是琥珀酸的“經(jīng)典生成途徑”，在OXPHOS活躍的M2型巨噬細(xì)胞中高效進(jìn)行。2.“旁路途徑”的異常生成：在缺氧、炎癥或線粒體功能障礙時(shí)，TCA循環(huán)中斷，琥琥珀酸的代謝來源與動(dòng)態(tài)平衡珀酸可通過以下途徑異常積累：-谷氨酰胺分解：谷氨酰胺經(jīng)谷氨酰胺酶（GLS）轉(zhuǎn)化為谷氨酸，再經(jīng)谷氨酸脫氫酶（GDH）或轉(zhuǎn)氨酶生成α-KG，若α-KGDC活性受抑（如琥珀酸積累反饋抑制），α-KG會(huì)逆向轉(zhuǎn)化為異檸檬酸，再經(jīng)異檸檬酸裂解酶（ICL）生成琥珀酸和乙醛酸（此途徑在微生物中常見，但在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中僅在應(yīng)激條件下激活）。-甘氨酸分解途徑：甘氨酸經(jīng)甘氨酸脫羧酶復(fù)合物（GDC）生成甲烯四氫葉酸和NH?，同時(shí)產(chǎn)生琥珀酸半醛，后者經(jīng)琥珀酸半醛脫氫酶（SSADH）轉(zhuǎn)化為琥珀酸。-活性氧（ROS）介導(dǎo)的“代謝逆轉(zhuǎn)”：高水平的ROS可使TCA循環(huán)中間物（如α-KG）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，逆向生成琥珀酸。琥珀酸的代謝來源與動(dòng)態(tài)平衡琥珀酸的清除主要依賴琥珀酸脫氫酶（SDH，復(fù)合物Ⅱ）的催化：SDH將琥珀酸氧化為延胡索素，同時(shí)將電子傳遞給泛醌（CoQ），進(jìn)入ETC。因此，SDH活性是決定琥珀酸水平的關(guān)鍵“閥門”——當(dāng)SDH受抑制（如基因突變、缺氧、氧化損傷）或底物（延胡索素）積累時(shí)，琥珀酸便會(huì)在線粒體內(nèi)大量蓄積，并通過線粒體膜上的陰離子載體（如dicarboxylatecarrier,DIC）轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)，甚至通過外泌體或膜轉(zhuǎn)運(yùn)體分泌至細(xì)胞外，發(fā)揮旁分泌/自分泌信號(hào)作用。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越琥珀酸積累后，可通過“受體依賴”和“酶依賴”兩條途徑發(fā)揮免疫調(diào)控作用，其中“酶依賴”途徑是其驅(qū)動(dòng)M2極化的核心機(jī)制。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路GPR91（又稱SUCNR1）是琥珀酸特異性G蛋白偶聯(lián)受體，廣泛表達(dá)于免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞）、血管內(nèi)皮細(xì)胞和脂肪細(xì)胞。當(dāng)胞外琥珀酸（可來源于細(xì)胞分泌或菌群代謝）與GPR91結(jié)合后，通過Gαq蛋白激活磷脂酶C（PLC），促進(jìn)IP?和DAG生成，進(jìn)而激活PKC和鈣信號(hào)通路；同時(shí)，GPR91還可通過Gαi/o蛋白抑制腺苷酸環(huán)化酶（AC），降低cAMP水平。在巨噬細(xì)胞中，GPR91信號(hào)的激活可促進(jìn)：-趨化遷移：琥珀酸作為“趨化因子”，引導(dǎo)巨噬細(xì)胞向炎癥部位或腫瘤微環(huán)境聚集；-炎癥因子釋放：早期激活NF-κB信號(hào)，促進(jìn)TNF-α、IL-6等促炎因子分泌（但在持續(xù)刺激下，會(huì)向免疫抑制表型轉(zhuǎn)換）；-血管生成：激活內(nèi)皮細(xì)胞VEGF表達(dá)，促進(jìn)腫瘤血管生成。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路然而，在M2極化的調(diào)控中，GPR91的作用相對(duì)次要——研究表明，敲除巨噬細(xì)胞GPR91后，琥珀酸誘導(dǎo)的M2標(biāo)志物表達(dá)僅部分抑制，而SDH功能缺失或琥珀酸積累的細(xì)胞仍可發(fā)生M2極化，提示“酶依賴”途徑才是核心。2.抑制α-KG依賴的雙加氧酶：表觀遺傳與HIF調(diào)控的“分子開關(guān)”α-KG依賴的雙加氧酶（α-KGDDs）是一類需要α-KG作為輔因子、Fe2?和抗壞血酸作為輔助因子的酶家族，包括：-組蛋白去甲基化酶（KDMs）：如KDM5A（組蛋白H3K4去甲基化酶）、KDM6A（組蛋白H3K27去甲基化酶），可去除組蛋白甲基化修飾，開放或關(guān)閉染色質(zhì)；-DNA去甲基化酶（TETs）：如TET2（5-甲基胞嘧啶羥化酶），可將DNA甲基化標(biāo)記（5mC）轉(zhuǎn)化為5hmC，啟動(dòng)DNA去甲基化；琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路-脯氨酰羥化酶（PHDs）：如PHD1/2/3，是HIF-1α的關(guān)鍵調(diào)控酶，可羥化HIF-1α的脯氨酸殘基，促進(jìn)其與VHL蛋白結(jié)合，經(jīng)泛素-蛋白酶體途徑降解。琥珀酸與α-KG在結(jié)構(gòu)上高度相似（均為二羧酸），可作為“競爭性抑制劑”結(jié)合α-KGDDs的活性中心，阻斷其對(duì)底物的催化作用。這一機(jī)制在M2極化中發(fā)揮多重調(diào)控作用：-HIF-1α穩(wěn)定化：琥珀酸抑制PHDs活性，使HIF-1α不被羥化降解，即使在常氧條件下（“假性缺氧”）也能穩(wěn)定積累。HIF-1α作為“masterregulator”，可激活M2型基因（如Arg1、Fizz1、Mrc1）的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)糖酵解相關(guān)基因（如GLUT1、LDHA）的表達(dá)，為M2極化提供代謝支持。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路-組蛋白/DNA甲基化修飾異常：琥珀酸抑制KDMs和TETs后，組蛋白甲基化水平升高（如H3K4me3、H3K27me3增加），DNA甲基化水平升高（5hmC減少），導(dǎo)致M2相關(guān)基因（如Il10、Tgfb1）的啟動(dòng)子區(qū)域染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，轉(zhuǎn)錄激活或沉默。例如，TET2抑制可使Il10基因啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化增加，反而促進(jìn)其表達(dá)——這一“反?！爆F(xiàn)象是由于甲基化修飾的復(fù)雜性，不同基因位點(diǎn)的甲基化狀態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控效果不同。-表觀遺傳記憶的形成：琥珀酸介導(dǎo)的表觀遺傳修飾具有可遺傳性，可使巨噬細(xì)胞在微環(huán)境刺激消失后仍維持M2表型，形成“代謝-表觀遺傳”記憶，這是慢性炎癥中免疫抑制狀態(tài)持續(xù)存在的重要機(jī)制。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路四、琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)M2極化的核心機(jī)制：從代謝失衡到免疫抑制表型基于上述背景，琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)M2型巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制可概括為“代謝失衡-信號(hào)激活-表觀重塑-功能轉(zhuǎn)化”的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，涉及HIF-1α穩(wěn)定化、表觀遺傳修飾、經(jīng)典M2通路協(xié)同及免疫抑制微環(huán)境構(gòu)建等多個(gè)層面。（一）HIF-1α穩(wěn)定化：糖酵解重編程與M2基因轉(zhuǎn)錄的“總開關(guān)”HIF-1α是琥珀酸調(diào)控M2極化的核心靶點(diǎn)，其穩(wěn)定化可從“代謝”和“轉(zhuǎn)錄”兩個(gè)維度推動(dòng)M2表型形成。1.琥珀酸-PHDs-HIF-1α軸的激活：在正常生理?xiàng)l件下，PHDs利用氧氣、α-KG和Fe2?羥化HIF-1α的ODDD結(jié)構(gòu)域（氧依賴性降解結(jié)構(gòu)域），羥化的HIF-1α與VHL蛋白結(jié)合，被泛素化并降解；當(dāng)琥珀酸積累時(shí)，競爭性抑制PHDs活性，HIF-1α不被降解，在胞質(zhì)中大量積累并進(jìn)入細(xì)胞核，與HIF-1β（ARNT）形成異源二聚體，結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子的HRE（缺氧反應(yīng)元件）上，激活轉(zhuǎn)錄。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路2.HIF-1α靶基因與M2表型的關(guān)聯(lián)：-糖酵解相關(guān)基因：HIF-1α上調(diào)GLUT1（葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體）、HK2（己糖激酶2）、LDHA（乳酸脫氫酶A），促進(jìn)葡萄糖攝取和糖酵解，為M2型巨噬細(xì)胞提供ATP和生物合成前體（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型標(biāo)志物基因：HIF-1α直接結(jié)合Arg1（精氨酸酶1）啟動(dòng)子，促進(jìn)其表達(dá)；Arg1通過分解精氨酸生成尿素和鳥氨酸，鳥氨酸可轉(zhuǎn)化為多胺（促進(jìn)細(xì)胞增殖）和脯氨酸（參與膠原蛋白合成，支持組織修復(fù)），同時(shí)精氨酸的消耗抑制了一氧化氮合酶（iNOS）的活性，減少NO的促炎作用。琥珀酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：從“代謝池”到“信號(hào)庫”的跨越GPR91依賴的細(xì)胞膜受體信號(hào)通路-免疫抑制性細(xì)胞因子基因：HIF-1α促進(jìn)IL-10和TGF-β的轉(zhuǎn)錄，這兩種細(xì)胞因子是M2型巨噬細(xì)胞的核心效應(yīng)分子，可抑制T細(xì)胞活化、促進(jìn)Treg分化，形成“免疫抑制閉環(huán)”。3.Warburg效應(yīng)增強(qiáng)與M2表型維持的正反饋環(huán)路：HIF-1α驅(qū)動(dòng)的糖酵解增強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生大量乳酸，乳酸可通過GPR81（HCAR1）受體激活mTORC1信號(hào)，進(jìn)一步促進(jìn)HIF-1α的翻譯和穩(wěn)定性；同時(shí)，乳酸的積累會(huì)抑制組蛋白去乙?；福℉DAC）活性，改變組蛋白乙?；揎棧M(jìn)一步激活M2相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，形成“琥珀酸-HIF-1α-糖酵解-乳酸-M2表型”的正反饋環(huán)路。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”除了HIF-1α，琥珀酸通過抑制α-KGDDs介導(dǎo)的表觀遺傳修飾是其驅(qū)動(dòng)M2極化的另一核心機(jī)制，這一機(jī)制具有“精準(zhǔn)性”和“長效性”特點(diǎn)。1.TET2抑制與DNA甲基化異常：TET2是催化5mC→5hmC→5fC→5caC級(jí)聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵酶，其活性受琥珀酸抑制后，基因組整體5hmC水平下降，DNA甲基化水平升高。在M2型巨噬細(xì)胞中，這種甲基化改變具有“基因特異性”效應(yīng)：-M2抑制基因的沉默：如M1型標(biāo)志物基因（如Nos2、Il12b）的啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化增加，轉(zhuǎn)錄激活受阻；-M2激活基因的開放：如Il10、Tgfb1的啟動(dòng)子區(qū)組蛋白修飾（如H3K4me3）與DNA甲基化協(xié)同作用，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子（如STAT6）的結(jié)合，激活基因表達(dá)。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”值得注意的是，TET2在巨噬細(xì)胞極化中具有“雙向調(diào)控”作用——在M1極化中，TET2通過去甲基化激活促炎基因；而在琥珀酸積累的微環(huán)境中，TET2被抑制反而促進(jìn)M2基因表達(dá)，這一“矛盾”現(xiàn)象體現(xiàn)了代謝中間物對(duì)表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)的“重編程”作用。2.組蛋白去甲基化酶抑制與組蛋白甲基化重塑：琥珀酸抑制KDM5A（H3K4me3去甲基化酶）和KDM6A（H3K27me3去甲基化酶）后，組蛋白甲基化修飾發(fā)生顯著改變：-H3K4me3增加：M2相關(guān)基因（如Arg1、Mrc1）啟動(dòng)子區(qū)H3K4me3（轉(zhuǎn)錄激活標(biāo)記）積累，增強(qiáng)RNA聚合酶Ⅱ的結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄；-H3K27me3增加：M1相關(guān)基因（如Tnf、Il6）啟動(dòng)子區(qū)H3K27me3（轉(zhuǎn)錄抑制標(biāo)記）積累，抑制轉(zhuǎn)錄激活。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”這種組蛋白修飾的“雙軌調(diào)控”使M2基因表達(dá)譜穩(wěn)定維持，即使微環(huán)境中琥珀酸水平下降，表觀遺傳記憶仍可確保巨噬細(xì)胞長期處于免疫抑制狀態(tài)。（三）與經(jīng)典M2極化通路的協(xié)同調(diào)控：IL-4/IL-13-STAT6軸的“代謝放大器”IL-4/IL-13是誘導(dǎo)M2極化的經(jīng)典細(xì)胞因子，通過激活STAT6信號(hào)通路調(diào)控M2基因表達(dá)。琥珀酸積累與IL-4/IL-13信號(hào)通路之間存在“協(xié)同放大”效應(yīng)，共同推動(dòng)M2極化。1.琥珀酸增強(qiáng)IL-4Rα的表達(dá)與STAT6磷酸化：研究表明，琥珀酸可通過HIF-1α上調(diào)IL-4受體α亞基（IL-4Rα）的表達(dá)，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)IL-4的敏感性；同時(shí)，琥珀酸激活的PKC信號(hào)可促進(jìn)STAT6的磷酸化（Y641位），增強(qiáng)STAT6與DNA的結(jié)合能力。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”2.STAT6與HIF-1α的協(xié)同激活：STAT6與HIF-1α可在M2基因啟動(dòng)子區(qū)形成“轉(zhuǎn)錄復(fù)合物”——STAT6通過其SH2結(jié)構(gòu)域與HIF-1α的PAS結(jié)構(gòu)域相互作用，共同結(jié)合到HRE和STAT6結(jié)合元件（SBE）上，協(xié)同激活A(yù)rg1、Fizz1等基因轉(zhuǎn)錄。例如，在Arg1啟動(dòng)子區(qū)域，STAT6和HIF-1α的協(xié)同結(jié)合可使轉(zhuǎn)錄活性較單一因子提高3-5倍。3.M2型細(xì)胞因子的自分泌環(huán)路形成：IL-4/IL-13誘導(dǎo)的M2型巨噬細(xì)胞可分泌IL-10和TGF-β，這些細(xì)胞因子又可通過自分泌方式激活STAT3和SMAD信號(hào)，進(jìn)一步促進(jìn)IL-4Rα和IL-13Rα的表達(dá)，形成“IL-4/IL-13-STAT6-M2細(xì)胞因子-IL-4/IL-13”的正反饋環(huán)路。琥珀酸通過增強(qiáng)這一環(huán)路，使M2極化“不可逆”。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”（四）免疫抑制微環(huán)境的主動(dòng)構(gòu)建：琥珀酸-M2軸的“遠(yuǎn)距離調(diào)控”M2型巨噬細(xì)胞的免疫抑制功能不僅體現(xiàn)在自身對(duì)T細(xì)胞的直接抑制，更在于其可通過分泌因子和細(xì)胞間接觸，主動(dòng)構(gòu)建免疫抑制微環(huán)境，這一過程在腫瘤和慢性炎癥中尤為關(guān)鍵。1.通過分泌型因子抑制T細(xì)胞功能：琥珀酸驅(qū)動(dòng)的M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)IL-10和TGF-β，這兩種細(xì)胞因子可通過以下途徑抑制T細(xì)胞活化：-IL-10：抑制樹突狀細(xì)胞（DCs）的成熟和抗原呈遞，降低MHCⅡ和共刺激分子（如CD80/CD86）的表達(dá)，使T細(xì)胞無法接受第一信號(hào)；同時(shí)，IL-10可直接抑制T細(xì)胞IL-2的產(chǎn)生，阻斷T細(xì)胞增殖。-TGF-β：誘導(dǎo)初始T細(xì)胞（Tnaive）分化為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），Treg通過分泌IL-10和TGF-β進(jìn)一步抑制效應(yīng)T細(xì)胞（如Th1、Th17）的功能。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”2.促進(jìn)Treg細(xì)胞分化與擴(kuò)增：琥珀酸可通過GPR91和HIF-1α兩條途徑促進(jìn)Treg分化：-GPR91信號(hào)：激活Treg細(xì)胞內(nèi)的PI3K-Akt信號(hào)，促進(jìn)Foxp3（Treg特異性轉(zhuǎn)錄因子）的表達(dá)；-HIF-1α：與Foxp3啟動(dòng)子區(qū)的HRE結(jié)合，直接激活Foxp3轉(zhuǎn)錄。在腫瘤微環(huán)境中，琥珀酸驅(qū)動(dòng)的M2型巨噬細(xì)胞與Treg細(xì)胞形成“協(xié)同抑制聯(lián)盟”——M2細(xì)胞通過分泌TGF-β和IL-10促進(jìn)Treg擴(kuò)增，Treg又通過CTLA-4和PD-1抑制M1型巨噬細(xì)胞的活化，形成“免疫抑制閉環(huán)”。表觀遺傳修飾：琥珀酸調(diào)控M2基因表達(dá)的“分子開關(guān)”3.調(diào)控其他免疫細(xì)胞的活性：琥珀酸-M2軸還可通過以下途徑影響其他免疫細(xì)胞：-抑制NK細(xì)胞活性：M2型巨噬細(xì)胞分泌的PGE2和TGF-β可抑制NK細(xì)胞的穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)，降低其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力；-促進(jìn)髓系來源抑制細(xì)胞（MDSCs）擴(kuò)增：琥珀酸可通過GPR91信號(hào)誘導(dǎo)MDSCs的募集和活化，MDSCs通過精氨酸酶1和iNOS抑制T細(xì)胞功能，與M2型巨噬細(xì)胞共同構(gòu)成“免疫抑制網(wǎng)絡(luò)”。04琥珀酸-M2軸在疾病中的病理意義：從機(jī)制到臨床琥珀酸-M2軸在疾病中的病理意義：從機(jī)制到臨床琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)M2型巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制，不僅揭示了代謝重編程與免疫抑制的內(nèi)在聯(lián)系，更在多種人類疾病的病理過程中扮演關(guān)鍵角色。理解這一機(jī)制的臨床意義，為疾病診斷和治療提供了新的靶點(diǎn)。（一）腫瘤微環(huán)境中的免疫逃逸：琥珀酸驅(qū)動(dòng)的M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）腫瘤微環(huán)境（TME）是一個(gè)典型的“高琥珀酸”微環(huán)境——腫瘤細(xì)胞在快速增殖過程中發(fā)生Warburg效應(yīng)，TCA循環(huán)中斷，琥珀酸大量積累；同時(shí)，腫瘤細(xì)胞缺氧誘導(dǎo)HIF-1α表達(dá)，抑制SDH活性，進(jìn)一步加劇琥珀酸積累。這些琥珀酸可通過旁分泌方式作用于TAMs，驅(qū)動(dòng)其向M2型極化，促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。琥珀酸-M2軸在疾病中的病理意義：從機(jī)制到臨床1.TAMs琥珀酸積累與M2極化的臨床相關(guān)性：通過對(duì)肝癌、乳腺癌、肺癌等患者樣本的分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中琥珀酸水平與TAMs的浸潤程度呈正相關(guān)，且琥珀酸高表達(dá)患者的TAMs中CD206、CD163等M2標(biāo)志物表達(dá)顯著升高，而患者總生存期（OS）和無進(jìn)展生存期（PFS）則顯著縮短。2.琥珀酸-TAMs軸促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的機(jī)制：-免疫抑制：M2型TAMs通過分泌IL-10、TGF-β和PD-L1，抑制CD8?T細(xì)胞的活性和增殖，促進(jìn)Treg分化，形成“免疫赦免”狀態(tài)；-血管生成：TAMs分泌的VEGF和bFGF促進(jìn)腫瘤血管生成，為腫瘤提供營養(yǎng)和氧氣；琥珀酸-M2軸在疾病中的病理意義：從機(jī)制到臨床-組織侵襲與轉(zhuǎn)移：TAMs分泌的MMPs（基質(zhì)金屬蛋白酶）降解細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移；-代謝重編程：TAMs通過FAO和OXPHOS為腫瘤細(xì)胞提供代謝產(chǎn)物（如乳酸、酮體），支持腫瘤生長（“代謝共生”現(xiàn)象）。3.琥珀酸水平作為腫瘤預(yù)后標(biāo)志物的潛力：研究表明，血清或腫瘤組織中琥珀酸水平可反映腫瘤免疫微環(huán)境的抑制程度，有望成為預(yù)測免疫檢查點(diǎn)抑制劑（如抗PD-1/PD-L1）療效的生物標(biāo)志物——琥珀酸水平高的患者可能對(duì)靶向琥珀酸代謝的治療更敏感。感染性疾病中的免疫耐受：病原體操縱琥珀酸代謝的策略在慢性感染（如結(jié)核分枝桿菌、HIV、寄生蟲感染）中，病原體可通過多種機(jī)制抑制宿主巨噬細(xì)胞的SDH活性，誘導(dǎo)琥珀酸積累，驅(qū)動(dòng)M2型極化，形成“免疫耐受”狀態(tài)，以利于自身存活和擴(kuò)散。1.結(jié)核分枝桿菌（Mtb）的琥珀酸“劫持”機(jī)制：Mtb分泌的ESAT-6蛋白可抑制巨噬細(xì)胞線粒體功能，降低SDH活性，導(dǎo)致琥珀酸積累；同時(shí)，Mtb可通過甘氨酸分解途徑自身產(chǎn)生琥珀酸，進(jìn)一步加劇琥珀酸積累。琥珀酸驅(qū)動(dòng)的M2型巨噬細(xì)胞高表達(dá)IL-10和TGF-β，抑制Th1細(xì)胞的活化，降低IFN-γ的產(chǎn)生，削弱對(duì)Mtb的清除能力，促進(jìn)Mtb在巨噬細(xì)胞內(nèi)潛伏。感染性疾病中的免疫耐受：病原體操縱琥珀酸代謝的策略2.HIV感染的琥珀酸-M2-Treg軸：HIV感染后，CD4?T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞發(fā)生代謝重編程，琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向M2型極化，M2型巨噬細(xì)胞通過分泌IL-10和TGF-β促進(jìn)Treg分化，Treg又抑制CD4?和CD8?T細(xì)胞的活化，形成“免疫抑制-病毒復(fù)制”的正反饋環(huán)路，加速HIV病程進(jìn)展。3.抗感染治療中靶向琥珀酸代謝的潛在價(jià)值：通過激活SDH活性或使用琥珀酸脫羧酶抑制劑降低琥珀酸水平，可逆轉(zhuǎn)巨噬細(xì)胞的M2極化，增強(qiáng)其抗感染能力。例如，在結(jié)核病模型中，使用SDH激動(dòng)劑二氯乙酸（DCA）可降低琥珀酸水平，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1型極化，增強(qiáng)對(duì)Mtb的清除作用。慢性炎癥與纖維化疾?。虹晁?M2軸的“雙刃劍”作用在慢性炎癥（如炎癥性腸病IBD、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎R(shí)A）和器官纖維化（如肝纖維化、腎纖維化）中，琥珀酸-M2軸的持續(xù)激活可導(dǎo)致組織修復(fù)異常和纖維化形成。1.炎癥性腸?。↖BD）中的琥珀酸積累：IBD患者腸道黏膜中，缺氧和菌群失調(diào)導(dǎo)致琥珀酸積累，驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向M2型極化，M2型巨噬細(xì)胞通過分泌TGF-β和PDGF促進(jìn)成纖維細(xì)胞活化，產(chǎn)生大量ECM，形成腸道纖維化，導(dǎo)致腸腔狹窄和功能障礙。2.肝纖維化中的琥珀酸-M2-肝星狀細(xì)胞（HSCs）軸：肝損傷后，肝細(xì)胞壞死和Kupffer細(xì)胞（肝臟巨噬細(xì)胞）激活導(dǎo)致琥珀酸積累，驅(qū)動(dòng)Kupffer細(xì)胞向M2型極化，M2型Kupffer細(xì)胞分泌TGF-β激活HSCs，活化的HSCs轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，分泌膠原纖維，形成肝纖維化。研究表明，敲除巨噬細(xì)胞SDH基因可加劇肝纖維化，而使用琥珀酸脫羧酶抑制劑則可減輕纖維化程度。慢性炎癥與纖維化疾?。虹晁?M2軸的“雙刃劍”作用3.靶向琥珀酸-M2軸的抗纖維化策略：通過阻斷琥珀酸信號(hào)（如GPR91拮抗劑）或促進(jìn)琥珀酸清除（如增強(qiáng)線粒體功能），可抑制M2型巨噬細(xì)胞的極化，減少TGF-β和PDGF的分泌，延緩纖維化進(jìn)程。在腎纖維化模型中，使用GPR91拮抗劑可降低M2型巨噬細(xì)胞浸潤，減輕腎小球硬化和腎小間質(zhì)纖維化。05靶向琥珀酸-M2軸的治療策略：代謝免疫調(diào)控的新前沿靶向琥珀酸-M2軸的治療策略：代謝免疫調(diào)控的新前沿基于琥珀酸積累驅(qū)動(dòng)M2型巨噬細(xì)胞極化的機(jī)制，靶向琥珀酸代謝或其下游信號(hào)通路，已成為免疫治療和代謝性疾病治療的新方向。目前，相關(guān)治療策略主要包括以下幾類：恢復(fù)琥珀酸代謝平衡：從抑制積累到促進(jìn)清除1.SDH激動(dòng)劑：二氯乙酸（DCA）是一種經(jīng)典的SDH激動(dòng)劑，可通過抑制丙酮酸脫氫酶激酶（PDK）活性，增加丙酮酸進(jìn)入線粒體，促進(jìn)琥珀酸氧化為延胡索素，降低琥珀酸水平。在腫瘤模型中，DCA可逆轉(zhuǎn)TAMs的M2極化，增強(qiáng)抗PD-1治療的療效；在結(jié)核病模型中，DCA可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)Mtb的清除能力。2.琥珀酸脫羧酶（SCD）激活劑：SCD可將琥珀酸轉(zhuǎn)化為琥珀酸半醛，進(jìn)一步氧化為α-酮戊二酸，進(jìn)入TCA循環(huán)。開發(fā)SCD激活劑可促進(jìn)琥珀酸的分解，降低其積累水平。目前，小分子SCD激活劑仍處于臨床前研究階段。3.線粒體功能增強(qiáng)劑：通過激活線粒體生物合成（如PPARγ激動(dòng)劑）或改善線粒體動(dòng)力學(xué)（如Mfn2激動(dòng)劑），可增強(qiáng)SDH活性和ETC功能，促進(jìn)琥珀酸的氧化清除。例如，PPARγ激動(dòng)劑羅格列酮在糖尿病模型中可降低巨噬細(xì)胞琥珀酸水平，減輕胰島素抵抗。阻斷琥珀酸信號(hào)通路：GPR91拮抗劑與下游信號(hào)干預(yù)1.GPR91拮抗劑：小分子GPR91拮抗劑（如ML-294、PTIC-006）可阻斷琥珀酸與GPR91的結(jié)合，抑制下游信號(hào)激活。在腫瘤模型中，ML-294可減少M(fèi)2型TAMs的浸潤，抑制腫瘤生長；在IBD模型中，PTIC-006可減輕腸道炎癥和纖維化。2.HIF-1α抑制劑：HIF-1α是琥珀酸下游的關(guān)鍵靶點(diǎn)，其抑制劑（如PX-478、Echinomycin）可阻斷HIF-1α的轉(zhuǎn)錄活性，逆轉(zhuǎn)M2極化。目前，PX-478已進(jìn)入臨床Ⅱ期試驗(yàn)，用于治療實(shí)體瘤。3.表觀遺傳修飾酶抑制劑：針對(duì)琥珀酸介導(dǎo)的表觀遺傳異常，開發(fā)TET2激活劑、KDMs激活劑或DNA甲基化抑制劑（如5-Azacytidine），可恢復(fù)M2相關(guān)基因的正常表達(dá)。例如，5-Azacytidine在腫瘤模型中可降低M2型TAMs的比例，增強(qiáng)T細(xì)胞抗腫瘤