12月23日，华中科技大学基础医学院黄波教授课题组在Nature Cell Biology杂志上在线发表了题为Ketogenesis-generated β-hydroxybutyrate is an epigenetic regulator of CD8+ T cell memory development的研究型文章，揭示了生酮反应产物β-羟基丁酸酯在CD8记忆T细胞发育中起到了表观调控的作用，这为记忆T细胞相关疾病的临床治疗提供了新的方法。
在介绍论文内容之间，笔者先给大家介绍一下本文的通讯作者黄波教授。据了解，黄波教授现任中国医学科学院基础医学研究所副所（院）长，同时还是华中科技大学同济医学院生物化学与分子生物学系教授、博导。由于在免疫学研究领域做出了较多重大研究成果，他获得多项荣誉称号，包括获得首届“中国免疫学青年学者奖”，“国家杰出青年基金”资助和“国家百千万人才和有突出贡献中青年专家”称号，并成功入选国家万人计划和“长江学者特聘教授”。除了在基础科研领域的贡献，黄波教授还是否注重科研转化，其本人更是湖北盛齐安生物科技有限公司首席科学家。
下面介绍一下黄波教授最新发表的论文。
研究背景：CD8+记忆T细胞是抵抗感染和癌症的免疫基础，其中代谢活动是控制记忆T细胞稳态的关键，但它与记忆细胞形成和存活之间的联系目前仍不清楚。以往的研究发现CD8+记忆T细胞在发育过程中可以通过脂肪酸氧化磷酸化产生能量，脂肪酸在β-氧化中被酶降解而形成乙酰辅酶A。如果乙酰辅酶A的产生量超过了三羧酸循环的处理能力此时就会被用于生成酮体。
研究结果：首先为了研究记忆T细胞中是否有生酮反应作者使用液相色谱-质谱和荧光法比较了naive T细胞，效应T细胞和记忆T细胞中与生酮反应相关的产物及酶的表达量，结果发现只有记忆T细胞中表达高水平的乙酰乙酸和β-羟基丁酸酯，并且进一步的检测发现与生酮反应相关的酶类在记忆T细胞中也存在表达量上调的现象。
接下来作者进一步研究生酮反应对记忆T细胞的影响，通过在体外和体内T细胞中加入或敲除生酮反应产物BHB(β-羟基丁酸酯)可以看出BHB提高了记忆T细胞数量，并且上调了与记忆相关转录因子的表达量。由此说明生酮代谢产物BHB对CD8+记忆T细胞的形成具有重要的调控作用。
作者之前的研究表明胞浆磷酸烯醇丙酮酸羧激酶Pck1引导糖原代谢，调节氧化还原稳态进一步控制CD8+记忆T细胞的形成和维持。那么BHB对记忆T细胞的影响与PCK1是否存在联系？作者检测了BHB处理的记忆T细胞发现PCK1表达量上调，而当细胞缺陷Pck1后使用BHB处理T细胞不会影响它的发育，这说明BHB通过上调PCK1促进记忆T细胞的形成。
随后作者开始探究BHB影响PCK1的机制。实验发现在CD8+记忆T细胞中β-羟丁酸辅酶a含量较高这说明H3K9可能发生了β-羟基丁基化反应。加入BHB可以增加蛋白质赖氨酸残基（pan-Kbhb）以及组蛋白赖氨酸残基（H3K9bhb）的修饰因此BHB通过影响组蛋白修饰调控PCK1的表达。
但是作者通过染色质免疫沉淀实验发现即使BHB不存在PCK1的修饰仍然存在。那么它究竟如何调控PCK1的表达？先前的研究发现在记忆T细胞的发育过程中转录因子FoxO1具有非常重要的作用，它可以结合到Pck1启动子上促进Pck1的表达。作者使用BHB处理和敲除记忆细胞中bdh1后发现BHB的组蛋白修饰促进了FoxO1的表达。
并且染色质免疫沉淀实验结果显示FoxO1与pck1基因结合调控后者的表达。至此作者得到BHB通过表观遗传学修改与Foxo1结合的H3K9从而上调Pck1，进一步影响CD8+记忆T细胞的发育。
研究总结：CD8+记忆T细胞的生酮代谢途径产生的BHB被用于表观遗传学修改Foxo1和Ppargc1a，导致FoxO1和PGC-1α及其靶基因Pck1表达上调。然后Pck1引导碳沿着糖异生途径流动流向糖原和戊糖磷酸途径，最终维持CD8+记忆T细胞的发展。以上发现揭示了CD8+记忆T细胞发展与代谢的关系，为临床上如何增强记忆T细胞的发展提供了新的思路。
