代謝トランスポーターの中で、GLUT1は、ヒト末梢血中のCD4+T細胞ではなく、CD8+T細胞上で特異的にタンパク質レベルで発現していた。 機能実験により、CD4+T細胞と比較して、CD8+T細胞は細胞生存を維持するためにグルコース供給に依存していることが確認された。 興味深いことに、探索的実験により、CD8+T細胞の中でも、CXCR3+CD8T細胞の生存率が特にグルコース供給に依存していることが明らかになった。RNA-seqデータによる包括的な解析により、CXCR3+CD8T細胞は CXCR3-CD8T細胞と比較して、GLUT1を含む解糖系酵素の発現が亢進していることが明らかになった。フローサイトメトリーによる検証でも、CXCR3-CD8T細胞よりもCXCR3+CD8T細胞のタンパク質発現におけるGLUT1レベルの上昇が確認された。重要なことに、CXCR3+CD8T細胞は、TNFおよびIFNγの産生においてCXCR3-CD8T細胞よりも高いエフェクター機能活性を有していたが、この活性は、GLUT1機能の阻害またはグルコースの枯渇によって著しく低下した。注目すべきことに、末梢血中のCXCR3+CD8T細胞の割合は、関節リウマチ患者や健常人と比較して脊椎関節炎患者で特に増加していた。さらに、脊椎関節炎患者の末梢血中のCXCR3+CD8T細胞は、GLUT1の発現が有意に高かった。脊椎関節炎患者の滑液中のCD8T細胞は、CXCR3発現とGLUT1のより高い発現を示し、エフェクター活性を示した。以上より、我々の結果は、CXCR3+CD8T細胞が他のCD8T細胞表現型よりも高いエフェクター活性を示し、解糖系に偏向したGLUT1媒介代謝再プログラミングによって調節されていることを示しており、脊椎関節炎の病態に寄与していることが示唆された。
Among metabolic transporters, GLUT1 was found to be expressed at the protein level specifically on CD8+T cells but not CD4+ T cells in human peripheral blood. Functional experiments confirmed that CD8+T cells depended on glucose supply to maintain their cell survival compared to CD4+T cells. Interestingly, exploratory experiments revealed that among CD8+T cells, the viability of CXCR3+CD8 T cells was particularly dependent on glucose supply. In line with that, comprehensive analysis by RNA-seq data revealed that CXCR3+CD8 T cells had enhanced expression of glycolytic enzymes, including GLUT1, compared to CXCR3-CD8 T cells. Validation by flow cytometry also confirmed the elevated GLUT1 level at the protein expression in CXCR3+CD8 T cells than in CXCR3-CD8 T cells. CXCR3+CD8 T cells had higher effector function activity than CXCR3-CD8 T cells in producing TNF and IFNγ, which was significantly reduced by inhibiting GLUT1 function or depleting glucose. Of note, proportion of CXCR3+CD8 T cells in peripheral blood was specifically increased in spondyloarthritis (SpA) patients compared with rheumatoid arthritis patients and healthy individuals. Furthermore, CXCR3+CD8 T cells in peripheral blood from SpA patients had significantly higher expression of GLUT1 compared to CXCR3-CD8 T cells. Finally, CD8 T cells in the synovial fluids of SpA patients showed dominant CXCR3 expression and higher expression of GLUT1 among metabolic enzymes, exhibiting their effector activity. Our results demonstrate that CXCR3+CD8 T cells exhibit higher effector activity than other CD8 T cell phenotypes, regulated by GLUT1-mediated metabolic reprogramming toward glycolysis. The involvement of GLUT1-high CXCR3+CD8 T cells in SpA suggests thatrelevant metabolic and molecular pathways serve as potential therapeutic targets for future in this disease.
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