本文轉載自“中國生物技術網”公衆号。
在哺乳動物細胞内，鎂（Mg）是最重要的微量營養素之一，數百種酶都需要鎂離子作為必需的輔助因子。鎂參與人體300多種化學反應。它不僅幫助肌肉收縮，協助神經發送和接受資訊，還輔助心髒穩定地跳動。此外，鎂還使我們的免疫系統變得更強大。大多數人可以通過攝入綠葉蔬菜、全谷物和豆類等食物補充鎂。
在過去二十年裡，鎂在生物體中的作用已被廣泛研究，尤其是血液中的鎂（血清鎂）水準與免疫系統的聯系。血清鎂含量是免疫系統抵禦病原體和癌細胞能力的一個重要因素。是以，缺乏鎂與多種疾病有關，包括感染和癌症。然而，迄今為止，關于鎂是如何影響免疫系統的科學家還知之甚少。
中原標準時間1月20日淩晨，發表在Cell上的一項最新研究中，來自瑞士巴塞爾大學的研究團隊發現，T細胞隻有在富含鎂的環境下才能有效地消除異常或受感染的細胞，使免疫系統有效運作。這一發現将對癌症治療具有重要意義。
研究成果（圖源：Cell）
先前的研究發現，飲食中鎂攝入量低和低鎂血症與各種疾病的病理生理學有關，包括感染和癌症。有研究顯示，在喂食缺乏鎂飲食的小鼠中，癌細胞的轉移性擴散加速，并且由于誘導的T細胞激酶（ITK）活性不足，動物對流感病毒的防禦能力也受到了影響。
在這些模型中，細胞外鎂是否有助于形成适應性免疫反應尚未被評估。CD8+ T細胞是适應性免疫系統的重要組成部分，在識别和清除感染或惡性轉化細胞方面發揮着重要作用。
在這項新研究中，研究人員發現，CD8+T細胞隻有在富含鎂的環境中才能有效地消除異常或被感染細胞。鎂對于一種名為LFA-1的T細胞表面蛋白至關重要，LFA-1在T細胞激活中發揮着關鍵作用。
具體而言，共刺激細胞表面分子LFA-1需要鎂在CD8+T細胞上采用其活性構象，進而增加鈣流量、信号轉導、代謝重程式設計、免疫突觸形成，以及增強的T細胞毒性。
T細胞（藍色）通過LFA-1形成免疫突觸，攻擊惡性良性腫瘤細胞（白色）
研究人員解釋說，在非活躍狀态下，LFA-1處于彎曲的結構中，是以不能有效地與感染或異常細胞結合。這正是鎂發揮作用的地方。如果在T細胞附近有高水準的鎂，它就會與LFA-1結合，并確定其保持活性。
鎂對T細胞的功能至關重要，這一事實可能是現代癌症免疫療法的一個非常重要的發現。這些療法的目的是調動免疫系統（尤其是細胞毒性T細胞）來對抗癌細胞。在實驗模型中，研究人員證明，T細胞對癌細胞的免疫反應因惡性良性腫瘤中局部鎂水準的增加而得到加強。
通過分析之前的癌症患者臨床資料，研究人員證明，免疫療法對血清鎂水準不足的患者效果較差。
總之，這些發現在概念上将共刺激和營養感覺聯系了起來，并指出“鎂-LFA-1”軸是一個治療性的生物系統。
研究通訊作者、巴塞爾大學生物醫學系Christoph Hess教授說：“根據現有資料，我們還不能回答經常攝入鎂是否會影響患癌症風險的問題。下一步，我們計劃進行前瞻性研究，以測試鎂作為免疫系統催化劑的臨床效果。”
排版|喬維鈞
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參考資料：
[1]Magnesium sensing via LFA-1 regulates CD8+ T cell effector function. Doi:org/10.1016/j.cell.2021.12.039