一酸化窒素の非存在下でのL-アルギニンによる抗結核マクロファージ活性の促進

マクロファージは、細胞内病原体の除去を課す不可欠な免疫細胞です。Mycobacterium Tuberculosis（MTB）は、マクロファージ内に感染し、存在する人に知られている最も毒性の高い細胞内細菌病原体の1つです。マクロファージは細胞外刺激によって誘発され、MTB菌を阻害および殺すことができますが、これらの宿主防御メカニズムは、アミノ酸などの栄養代謝物を制限することでブロックできます。アミノ酸L-アルギニンは、マウスのマクロファージ一酸化窒素（NO）産生を駆動するという文脈で、免疫機能を高めるためによく説明されています。この研究では、no。in vitroシステムを利用して、マクロファージはL-アルギニンを介した宿主防御の半分しか依存していないことを確認し、NOの非存在下でのこのL-アルギニン媒介防御は、マクロファージの数と生存率の強化に関連していることを確認しました。さらに、マクロファージ解糖は、ラパマイシン（mTOR）のL-アルギニンと機構の標的の両方によって駆動されることを観察し、糖分解またはMTORの阻害をMTBのマクロファージ制御を減少させ、マクロファージの数とL-アルギニンの存在の存在に生存率を減らしました。我々のデータは、抗マイコバクテリアのNO産生に燃料を供給するだけでなく、マクロファージ代謝の中央調節因子および追加の宿主防御メカニズムとしても、マクロファージ機能に不可欠な栄養素としてL-アルギニンを強調しています。

Macrophages are indispensable immune cells tasked at eliminating intracellular pathogens. Mycobacterium tuberculosis (Mtb), one of the most virulent intracellular bacterial pathogens known to man, infects and resides within macrophages. While macrophages can be provoked by extracellular stimuli to inhibit and kill Mtb bacilli, these host defense mechanisms can be blocked by limiting nutritional metabolites, such as amino acids. The amino acid L-arginine has been well described to enhance immune function, especially in the context of driving macrophage nitric oxide (NO) production in mice. In this study, we aimed to establish the necessity of L-arginine on anti-Mtb macrophage function independent of NO. Utilizing an in vitro system, we identified that macrophages relied on NO for only half of their L-arginine-mediated host defenses and this L-arginine-mediated defense in the absence of NO was associated with enhanced macrophage numbers and viability. Additionally, we observed macrophage glycolysis to be driven by both L-arginine and mechanistic target of rapamycin (mTOR), and inhibition of glycolysis or mTOR reduced macrophage control of Mtb as well as macrophage number and viability in the presence of L-arginine. Our data underscore L-arginine as an essential nutrient for macrophage function, not only by fueling anti-mycobacterial NO production, but also as a central regulator of macrophage metabolism and additional host defense mechanisms.