活性アルデヒドによるT細胞代謝変化と疲弊化の機序解明~活性アルデヒド蓄積が引き起こす免疫不全の解明~

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2026-01-08 京都大学

京都大学の茶本健司教授らの研究グループは、腫瘍内CD8⁺T細胞が疲弊する分子機構を、エネルギー代謝の観点から解明した。T細胞機能は解糖系と脂肪酸酸化(FAO)のバランスで維持されるが、本研究では、腫瘍内の最終疲弊T細胞が解糖系に過度に依存し、FAOが著しく低下した「代謝的疲弊」状態にあることを明らかにした。原因として、FAO低下により生じる脂質過酸化と、そこから生成される活性アルデヒドがミトコンドリアで蓄積し、FAOをさらに阻害して解糖依存を強める悪循環が存在することを突き止めた。活性アルデヒドの蓄積はT細胞疲弊を加速させ、抗腫瘍免疫を弱体化させる。一方で、活性アルデヒドや脂質過酸化を抑制する薬剤は、PD1阻害療法の効果を増強することも示された。本成果は、がん免疫療法を強化する新たな治療戦略の基盤となる。

活性アルデヒドによるT細胞代謝変化と疲弊化の機序解明~活性アルデヒド蓄積が引き起こす免疫不全の解明~
(A)腫瘍微小環境における CD8⁺T細胞では、ミトコンドリアから活性アルデヒドが生成され、ミトコンドリアの脂肪酸酸化(FAO)機能を低下させる。(B)活性アルデヒドは、解糖系経路を活性化する。(C)活性アルデヒドの蓄積はFAOを低下させ、解糖系を促進することで、代謝疲弊を形成する。図はBioRenderにより作成。

<関連情報>

活性アルデヒドは腫瘍微小環境における代謝変化を介して CD8⁺ T 細胞の疲弊を加速させる Active aldehydes accelerate CD8+ T cell exhaustion by metabolic alteration in the tumor microenvironment

Yasuharu Haku,Koji Kitaoka,Koki Ichimaru,Tomoko Hirano,Jun Wang,Kazuhiro Sonomura,Asuka Maruo,Shuhei Hirose,Yu Wang,Katsuhiro Ito,Tomohiro Kozuki,Keiko Yurimoto,Mai Kiyono,Hidetaka Kosako,Toshi Menju,Hiroshi Date,Takashi Kobayashi,Koichi Omori,Tomonori Yaguchi,Tasuku Honjo & Kenji Chamoto
Nature Immunology  Published:07 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41590-025-02370-w

Abstract

Glycolysis and mitochondrial fatty acid oxidation (FAO) regulate CD8+ T cell differentiation, but how this metabolic balance regulates T cell exhaustion is unclear. PD-1 signaling inhibits glycolysis and enhances FAO. Here, we show that CD8+ T cells in tumors adhere to glycolysis with attenuated FAO despite high PD-1 expression. Active aldehydes, final products of lipid peroxidation, accumulate in CD8+ T cells in proportion to their level of exhaustion, defined by mitochondrial mass and potential. Aldehydes promote glycolysis and inhibit FAO in T cells. Mice deficient in an FAO enzyme in T cells generate more acrolein, a representative aldehyde, enhancing T cell exhaustion and attenuating antitumor immunity. Acrolein is generated partly from mitochondria and damages mitochondrial architecture. Inhibitors of lipid peroxidation or aldehydes enhanced PD-1-blockade by rectifying metabolic imbalance. Therefore, active aldehydes resulting from FAO impairment can cause a vicious cycle of metabolic imbalance that leads to T cell exhaustion.

医療・健康
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