衣康酸（itaconate）是宿主防御细菌感染的重要抗菌代谢物。但是，关于衣康酸在细胞中如何被精准调度及其双向运输所需的宿主载体蛋白，尚无报道。近日，深圳湾实验室传染病研究所的陈美欣团队在Nature Communications上发表了文章Itaconate transport across the plasma membrane and Salmonella-containing vacuole via MCT1/4 modulates macrophage antibacterial activity，揭示宿主MCT1与MCT4是衣康酸的双向转运蛋白，并精密调节宿主免疫反应中的抗菌代谢物衣康酸转运。

当细菌（如沙门氏菌）入侵机体，巨噬细胞这座“堡垒”会迅速启动应急生产线，大量产生小分子代谢物衣康酸。衣康酸能够直接抑制细菌在细胞中的复制。然而，关键的战略问题浮现：衣康酸在线粒体中被催化产生后，极大部分衣康酸会被运输出细胞(Zeng Y R et al.,J. Clin. Invest., 2023; Chen C et al.,Cell metabolism, 2024)；部分衣康酸在宿主RAB32-LRKK2蛋白协助下被运输至含细菌液泡中（Chen M et al.,Science, 2020; Lian H et al.,Nature Microbiology, 2023）。那么，如何能通过抑制巨噬细胞中衣康酸向外分泌而提高细胞内衣康酸浓度，并增强其抗菌效应呢？

研究团队利用重组脂质体、非洲爪蟾卵母细胞、小鼠等多实验体系验证发现，MCT1和MCT4是衣康酸双向运输所依赖的宿主载体蛋白。其主要功能体现在：

细胞质膜：作为细胞质膜上的溶质载体蛋白（solute carriers, SLC），MCT1和MCT4首次被发现可以双向转运衣康酸，是调节细胞内衣康酸浓度的重要通道。

含细菌液泡：在沙门氏菌感染后，MCT1和MCT4被首次发现定位至含细菌液泡上，并在宿主小GTP酶RAB32协助下运输衣康酸至含细菌膜泡内部，促进衣康酸发挥抗菌功能。

示意图：MCT1与MCT4转运抗菌代谢物衣康酸

巨噬细胞pH及衣康酸浓度精密地调节MCT1与MCT4转运抗菌代谢物衣康酸。抑制宿主载体蛋白MCT1与MCT4的转运活力后，衣康酸向细胞外分泌被有效遏制，衣康酸在细胞质内的整体浓度显著提升，其抗菌效应也得以增强。本研究强调，MCT1/4介导的衣康酸外排是调控细胞内衣康酸抗菌能力的重要开关。干预载体蛋白MCT1与MCT4，能增强巨噬细胞的抗菌免疫防御能力，提示MCT1和MCT4可作用抗菌药物靶向的生物靶点。本研究为开发新型抗菌策略提供了强有力的理论验证。

陈美欣研究员为文章通讯作者，孟庆才博士与科研助理李成蹊（2025年秋已成功转为西湖大学-SMART博士生）为共同一作。深圳湾实验室传染病所柳峰课题组在本研究后期做出了重要贡献。深圳湾实验室饶浪研究员、周雷研究员、中科院上海有机化学研究所朱正江研究员为本项目提供了大力支持。本研究得到国家自然科学基金委、深圳市医学研究专项资金、深圳湾实验室同舟学者项目、广东省人才计划、深圳湾实验室启动经费等项目支持。

【陈美欣课题组】深圳湾实验室陈美欣博士，博士生导师，特聘研究员，长期致力于宿主免疫与病原菌感染互作。陈美欣博士的系列研究首次利用代谢物识别器等工具揭示宿主细胞中代谢物衣康酸的抗菌通路，并系统地探究了衣康酸抗菌通路的分子机制。陈美欣博士的研究工作完善有关宿主与病原菌互作的知识体系。成果以第一作者或通讯作者发表于Science、Molecular Cell、Advanced Science、Nature Communications等期刊。课题组和睦友爱，共同进步，欢迎博士生、博后、实验助理加入！

引文：

1. Zeng Y R, Song J B, Wang D, et al. The immunometabolite itaconate stimulates OXGR1 to promote mucociliary clearance during the pulmonary innate immune response[J].The Journal of clinical investigation, 2023, 133(6).

2.Chen C, Zhang Z, Liu C, et al. ABCG2 is an itaconate exporter that limits antibacterial innate immunity by alleviating TFEB-dependent lysosomal biogenesis[J].Cell metabolism, 2024, 36(3): 498-510. e11.

3.Chen M, Sun H, Boot M, et al. Itaconate is an effector of a Rab GTPase cell-autonomous host defense pathway against Salmonella[J].Science, 2020, 369(6502): 450-455.

4.Lian H, Park D, Chen M, et al. Parkinson’s disease kinase LRRK2 coordinates a cell-intrinsic itaconate-dependent defence pathway against intracellular Salmonella[J].Nature microbiology, 2023, 8(10): 1880-1895.

原文信息：

Itaconate transport across the plasma membrane and Salmonella-containing vacuole via MCT1/4 modulates macrophage antibacterial activity

文章来源|陈美欣课题组

编辑|鲍 鲍

责编|远 山

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