Krebs Cycle Reborn in Macrophage Immunometabolism

Annual Review of Immunology - Tập 38 Số 1 - Trang 289-313 - 2020
Dylan G. Ryan1, Luke O'neill1
1School of Biochemistry and Immunology and Trinity Biomedical Sciences Institute, Trinity College, Dublin 2, Ireland

Tóm tắt

A striking change has happened in the field of immunology whereby specific metabolic processes have been shown to be a critical determinant of immune cell activation. Multiple immune receptor types rewire metabolic pathways as a key part of how they promote effector functions. Perhaps surprisingly for immunologists, the Krebs cycle has emerged as the central immunometabolic hub of the macrophage. During proinflammatory macrophage activation, there is an accumulation of the Krebs cycle intermediates succinate and citrate, and the Krebs cycle–derived metabolite itaconate. These metabolites have distinct nonmetabolic signaling roles that influence inflammatory gene expression. A key bioenergetic target for the Krebs cycle, the electron transport chain, also becomes altered, generating reactive oxygen species from Complexes I and III. Similarly, alternatively activated macrophages require α-ketoglutarate-dependent epigenetic reprogramming to elicit anti-inflammatory gene expression. In this review, we discuss these advances and speculate on the possibility of targeting these events therapeutically for inflammatory diseases.

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Tài liệu tham khảo

10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359

10.1038/nri1372

10.1038/cr.2015.68

10.3389/fimmu.2018.00270

Krebs HA, 1980, FEBS Lett, 117, K1, 10.1016/0014-5793(80)80564-3

10.1074/jbc.R200006200

10.1038/35043073

10.1007/BF00032643

10.1126/science.283.5407.1488

10.1146/annurev.biophys.30.1.23

10.1186/1745-6150-4-26

10.1016/B978-0-12-152833-1.50017-4

10.1110/ps.8.12.2655

10.1038/srep41882

10.1111/j.1749-6632.1999.tb07818.x

10.1074/jbc.273.42.27573

10.1126/science.1079605

10.1021/bi9821521

10.1006/jmbi.1998.2357

10.1016/j.sbi.2019.03.029

10.1038/s41598-017-10097-4

10.1159/000458902

10.1159/000458573

10.1016/j.abb.2016.04.014

10.1074/jbc.272.46.28875

10.1055/s-2002-33598

10.1038/nature11986

10.1016/j.immuni.2015.02.005

10.1016/j.immuni.2015.02.017

10.1016/j.celrep.2019.06.018

10.1172/JCI127597

10.1111/j.1365-2249.2004.02445.x

10.1074/jbc.M115.685792

10.1016/j.cmet.2016.06.004

10.1038/s42255-019-0083-2

10.1074/jbc.M308172200

10.1073/pnas.96.4.1240

10.1074/jbc.273.37.24158

10.1038/nri.2016.70

10.1016/j.cmet.2018.08.012

10.1101/gad.312355.118

10.1016/j.cell.2016.08.064

10.1038/s41590-019-0372-7

10.1016/j.molcel.2013.06.001

10.1038/ni.3796

10.1016/j.cmet.2016.10.008

10.1172/JCI84431

10.1128/MCB.12.12.5447

10.1152/physiol.00045.2008

10.1016/S0092-8674(01)00507-4

10.1038/20459

10.1016/j.ccr.2004.11.022

10.1016/j.semcdb.2005.03.010

10.1128/MCB.01338-07

10.1155/2012/436981

10.1074/jbc.M115.662114

10.1038/nature13909

10.1016/j.cmet.2014.07.011

10.1038/ni.3509

10.1038/s41590-019-0336-y

10.1126/science.1207861

10.1016/j.celrep.2017.05.065

10.1016/j.cmet.2014.12.005

10.1101/gad.191056.112

10.1111/jpi.12455

10.1126/science.1250684

10.1126/science.1251086

10.1038/nature02488

10.1084/jem.20160061

10.1371/journal.pone.0097501

10.1007/s00125-017-4261-z

10.1016/j.stem.2018.01.020

10.1073/pnas.1218599110

10.1042/BJ20111275

10.1016/j.bbrc.2013.09.037

10.1074/jbc.M115.676817

10.1038/nrc2468

10.1126/science.1164097

10.1074/jbc.RA118.001921

10.1038/nature20117

10.1038/ni.3532

10.1002/jcp.26497

10.1038/nrm1075

10.4049/jimmunol.1000482

Hu L, 2016, Front. Immunol., 7, 696

10.3389/fimmu.2017.00602

10.1016/j.cyto.2005.03.001

10.1038/ncomms4479

10.1074/mcp.R114.046664

10.1074/mcp.M114.041947

10.1038/s41467-018-08187-6

10.4049/jimmunol.1501345

10.1021/ja2070889

10.1021/pr101054m

10.1128/JB.131.1.136-144.1977

10.1038/nchembio.1482

10.1371/journal.ppat.1005408

10.1084/jem.20180118

10.1038/nature25986

10.1038/s41586-018-0052-z

10.3181/00379727-72-17313

10.1038/s41589-019-0323-5

10.1016/j.cell.2017.09.051

10.1096/fj.15-279398

10.1016/j.immuni.2018.11.017

10.1016/j.cmet.2019.06.002

10.1016/j.cell.2015.12.034

10.1016/j.cell.2016.07.040

10.1126/science.aan4665

10.1007/s00011-011-0340-7