轉錄因子TFEB與多發性骨髓瘤關系的研究進展

韓凝

【中圖分類號】R472 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2017）10--01

多發性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）作為惡性漿細胞疾病中最常見的類型之一，是一種常見的血液系統惡性腫瘤。其疾病特征主要表現在單克隆漿細胞的惡性增殖，并且過量的分泌單克隆免疫球蛋白，并通過髓外浸潤侵犯肝、脾、淋巴結等器官導致結外器官的損害，患者的臨床癥狀多表現為多發性溶骨性損害、高鈣血癥、貧血、腎臟損害。隨著近年來對疾病認識的提高及診療技術的發展，多發性骨髓瘤的發病人數逐年上升。這使得針對多發性骨髓瘤治療的研究已成為各國研究的主要方向。盡管目前已有多種新藥投入市場，但迄今為止仍未能研發出能夠徹底改善多發性骨髓瘤患者預后的治療藥物。最近有研究表明，細胞自噬作為不同于細胞凋亡的另一條細胞代謝途徑，不僅在腫瘤細胞的發生與發展過程中發揮著重要的作用，同時在腫瘤細胞應對來自化療藥物的環境壓力時也扮演了關鍵的角色。而作為細胞自噬過程中的重要通路——mTOR傳導通路，它的調控因子TFEB在細胞自噬的啟動過程中發揮著極為關鍵的作用，但是關于TFEB轉錄因子與多發性骨髓瘤的關系上仍有許多懸而未決的問題。本文就TFEB轉錄因子與多發性骨髓瘤的相關性進行相關闡述。

1 轉錄因子TFEB概述

堿性螺旋-環-螺旋亮氨酸拉鏈轉錄因子MITF/ TFE家族目前被證實的有四個成員：MITF、TFEB、TFE3、TFEC。有研究表明這四種因子都具有一個能夠與DNA進行結合的基本區域，同時他們還具有高度相似的螺旋-環-螺旋及亮氨酸拉鏈結構，這些結構域在MIT家族分子的二聚化時起到了重要的作用。與其它bHLH-Zip 轉錄因子家族不同的是，MITF家族除了能夠識別回文CACGTG E-box基序，它還能夠識別非對稱TCATGTG M-Box序列。這些都使得MITF/ TFE家族中的四種因子在功能上具有高度相似性[1-3]。而作為該家族一員的TFEB轉錄因子，最初被發現是與胎盤血管新生、腎癌的發生有關[4]，而近些年的研究表明TFEB在細胞的代謝中發揮了重要的作用，研究人員發現TFEB不僅參與到了細胞器的生物合成與代謝之中，還能通過調控細胞自噬和溶酶體相關的基因表達而調控細胞自噬以及溶酶體功能。TFEB還被證實參與到了多種腫瘤的代謝調節中。因此，對于TFEB的生物學功能及其下游通路的相關調控機制的研究，能夠進一步的闡釋其激活機制及其調節在溶酶體功能和自噬時扮演的角色，從而為相關疾病的治療提供一個全新的作用位點。

2.TFEB參與細胞自噬的作用機制

TFEB是細胞自噬過程中重要的調節因子。有研究表明，雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的失活能夠激活細胞自噬，而TFEB是mTOR影響自噬的重要環節。當細胞的內環境處于營養足夠、比較穩定的狀態時，溶酶體通過激活由v-ATP酶、Rag GTP酶及調節劑等共同構成的復合體來捕獲并激活細胞質中的mTOR，使mTOR處于活動狀態，此時處于活動狀態的mTOR能夠結合細胞中游離的TFEB并使之磷酸化，被磷酸化的TFEB無法通過細胞膜從而停留在的細胞質中不能與核內的自噬相關基因結合，從而保證細胞的自噬水平處于一種較低的狀態。而當細胞因營養缺乏或者外環境的不穩定而導致細胞處于饑餓狀態時，或者因細胞內某種物質增多而超過溶酶體功能所能承受的范圍時，溶酶體上的v-ATP酶和Rag GTP酶轉換為失活狀態，從而使復合體與mTOR分離并失活，失活的mTOR不能再磷酸化TFEB從而使非磷酸化的TFEB迅速轉位入核啟動自噬相關基因，激活其下游靶基因的轉錄，從而增加細胞的自噬水平來為細胞提供能量或者消化過剩的物質[5]。也有研究表明，TSC1/TSC2蛋白復合物與mTOR的激活有著密切的關系，Beauchamp EM等人的研究發現[6]，TSC2是一個GTP酶激活蛋白，它通過將Rheb-GTP復合物中的GTP水解為GDP從而影響該復合物的活性，而Rheb-GTP復合物的激活可以影響mTOR的激活，但Rheb-GTP復合物影響mTOR激活的具體機制目前尚未闡明。而Zhou等人的研究發現[7]，在TFEB的激活前細胞內會出現溶酶體的酸化和組織蛋白酶的激活，研究人員認為由mTOR抑制而引起的TFEB的激活也會使溶酶體活化。而在TFEB激活的過程中，TFEB蛋白上的兩個特定的絲氨酸殘基，Ser142和Ser211起到了重要的作用。如果這兩個絲氨酸殘基均被磷酸化，那么TFEB將被結合在細胞質中處于失活狀態。而關于這兩對殘基的研究目前尚沒有一個統一的定論。Ballabio等人的研究認為是Ser142的磷酸化導致TFEB被滯留在細胞質內，如果Ser142突變為Ala則會使TFEB入核[8]。但是Brugarolas等人的研究則認為Ser142的突變并不會影響TFEB在細胞內的分布[9]。Martina等人的研究則認為Ser211是決定TFEB的重要因素。他們的實驗證實TFEB上面的Ser211被mTORC1磷酸化，從而與14-3-3蛋白結合，被滯留在細胞質內。在饑餓情況下，由于mTOR處于失活狀態，不能將TFEB磷酸化，使其無法與14-3-3蛋白結合從而導致TFEB的快速入核[10]。Medina等人的研究還發現面對環境壓力時溶酶體可以通過MCOLN1釋放鈣離子到其周圍使其周圍形成一個微型的高鈣區域，使局部的鈣依賴磷酸酶活化從而引起TFEB的去磷酸化。Magini等人的研究則發現TFEB的核易位與融媒體表面的糖基水解酶和β-半乳糖苷酶調節的溶酶體表面的糖鏈結構有關。這些的研究都為揭示TFEB與細胞自噬的關系提供了重要依據，并進一步揭示了TFEB在細胞內的作用機制。

3 TFEB及MIT/TFE家族與腫瘤的關系

由于自噬既能夠分解細胞中的物質為細胞提供能量來抵御外環境的壓力，又能引發細胞的自噬性死亡，所以關于腫瘤細胞中自噬的變化已經成為了近年來研究的熱點。目前已經發現多種腫瘤的自身調節與自噬有關。Perera等人的研究發現在胰腺導管癌細胞中，TFEB及其所在的MIT/TFE家族在腫瘤細胞的自噬調控上發揮著重要的作用。他們發現腫瘤細胞的自噬水平明顯高于正常細胞，并且MIT/TFE家族的轉錄因子與自噬基因的表達存在相關性。他們的研究還發現腫瘤細胞無論是處于營養豐富還是處于營養缺乏的狀態下，TFEB均會在核內表達，這與細胞的IPO8基因有關。而由于MiT/TFE 家族的轉錄因子被持續易位于核內，就會引起溶酶體的大量擴增和細胞內能量的分解再利用更加活躍。通過細胞整體的代謝譜分析表明，依賴于MiT/TFE 家族轉錄因子的細胞自噬-溶酶體激活，對于細胞內部氨基酸庫的平以及為腫瘤細胞持續提供營養有著重要意義。黑色素瘤的發生也與MIT/TFE家族有著密切的關系。有研究發現約20%的黑色素瘤患者的癌細胞中被發現有MITF的表達增加，也有研究發現在人黑色素瘤細胞中可經常發現單核苷酸突變的MITF。還有研究表明MITF在黑色素瘤細胞的生長過程中發揮了重要作用。MITF也是透明細胞肉瘤生長與增殖所必須的。TFEB與TFE3的易位也是腎細胞癌發生的重要因素。TFEB的表達還與非小細胞肺癌的轉移有關。也有報道發現在腺泡狀軟組織肉瘤中存在ASPL TFE3融合基因。總體來說，MIT家族的成員的過表達及其相關信號通路的激活在多個種類的腫瘤中均有發現，其涉及的相關反應機制也是目前研究的重點。endprint

關于TFEB轉錄因子在多發性骨髓瘤細胞的發生、發展過程中所起到的作用目前也有一定的研究。在多發性骨髓瘤細胞中存在著一定水平的自噬，這種自噬能夠使多發性骨髓瘤細胞保持穩態，在多發性骨髓瘤細胞的生存機制中發揮著關鍵的作用。Michele Cea等人發現在MM細胞中作為合成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的關鍵限速酶—煙酰胺磷酸核糖基轉移酶（NAMPT）與細胞自噬密切相關，研究人員通過應用FK866抑制了NAMPT后發現mTOR信號通路的傳導下降以及PI3K和AKT的降低，而這種抑制作用導致TFEB由細胞質向細胞核易位來上調細胞的自噬程度。他們的研究還發現TFEB在調節MM細胞自噬過程中不單單依靠經典的mTOR信號通路，TFEB的表達還能夠有效抑制MAPK信號通路從而影響細胞內自噬的上調。研究人員推測由于細胞內代謝壓力的變化通過NAD+的減少來激活上述自噬作用的形成。還有研究發現，多發性骨髓瘤細胞通過減少絲裂原活化蛋白激酶（MAP）家族的ERK2磷酸化來促進TFEB的易位入核來上調細胞的自噬水平。上述研究均對多發性骨髓瘤與TFEB及其下游通路的關系進行了一定的闡述，但其涉及的具體基因及相關機制目前仍在探索之中。

4 總結

在惡性腫瘤中，自噬所發揮的作用非常復雜。一方面由于惡性增殖引起的外界壓力和內環境的不穩定使得其需要通過自噬來調節其內環境的平衡并為其獲得生長空間。另一方面如果腫瘤細胞的自噬水平過高會引起一系列連鎖反應導致腫瘤細胞出現自噬性死亡。所以針對腫瘤細胞自噬水平和調控機制的研究顯得尤為重要。TFEB轉錄因子作為MIT/TFE家族的一員，通過影響溶酶體的生物調節和細胞自噬的調節在細胞的生長發育、耐受外來侵害的過程中發揮著舉足輕重的作用。這為我們治療與自噬相關的疾病提供了新的靶點。多發性骨髓瘤細胞通過一定水平的自噬為細胞的生長和增殖提供了有利條件，而TFEB在這一過程中起到重要的作用。所以針對調節多發性骨髓瘤細胞內TFEB的水平變化從而改變其自噬水平目前已成為研發新型藥物、治療多發性骨髓瘤的有效策略之一。

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