轉(zhuǎn)錄因子TFEB與多發(fā)性骨髓瘤關(guān)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(fā)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(tǒng)惡性腫瘤。其疾病特征主要表現(xiàn)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(jié)等器官導(dǎo)致結(jié)外器官的損害，患者的臨床癥狀多表現(xiàn)為多發(fā)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(shù)的發(fā)展，多發(fā)性骨髓瘤的發(fā)病人數(shù)逐年上升。這使得針對多發(fā)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(fā)出能夠徹底改善多發(fā)性骨髓瘤患者預(yù)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(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用，同時在腫瘤細胞應(yīng)對來自化療藥物的環(huán)境壓力時也扮演了關(guān)鍵的角色。而作為細胞自噬過程中的重要通路——mTOR傳導(dǎo)通路，它的調(diào)控因子TFEB在細胞自噬的啟動過程中發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，但是關(guān)于TFEB轉(zhuǎn)錄因子與多發(fā)性骨髓瘤的關(guān)系上仍有許多懸而未決的問題。本文就TFEB轉(zhuǎn)錄因子與多發(fā)性骨髓瘤的相關(guān)性進行相關(guān)闡述。

1 轉(zhuǎn)錄因子TFEB概述

堿性螺旋-環(huán)-螺旋亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)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(jié)合的基本區(qū)域，同時他們還具有高度相似的螺旋-環(huán)-螺旋及亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄因子，最初被發(fā)現(xiàn)是與胎盤血管新生、腎癌的發(fā)生有關(guān)[4]，而近些年的研究表明TFEB在細胞的代謝中發(fā)揮了重要的作用，研究人員發(fā)現(xiàn)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(diào)控細胞自噬和溶酶體相關(guān)的基因表達而調(diào)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(diào)節(jié)中。因此，對于TFEB的生物學(xué)功能及其下游通路的相關(guān)調(diào)控機制的研究，能夠進一步的闡釋其激活機制及其調(diào)節(jié)在溶酶體功能和自噬時扮演的角色，從而為相關(guān)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(diào)節(jié)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(huán)節(jié)。當細胞的內(nèi)環(huán)境處于營養(yǎng)足夠、比較穩(wěn)定的狀態(tài)時，溶酶體通過激活由v-ATP酶、Rag GTP酶及調(diào)節(jié)劑等共同構(gòu)成的復(fù)合體來捕獲并激活細胞質(zhì)中的mTOR，使mTOR處于活動狀態(tài)，此時處于活動狀態(tài)的mTOR能夠結(jié)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(zhì)中不能與核內(nèi)的自噬相關(guān)基因結(jié)合，從而保證細胞的自噬水平處于一種較低的狀態(tài)。而當細胞因營養(yǎng)缺乏或者外環(huán)境的不穩(wěn)定而導(dǎo)致細胞處于饑餓狀態(tài)時，或者因細胞內(nèi)某種物質(zhì)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(zhuǎn)換為失活狀態(tài)，從而使復(fù)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(zhuǎn)位入核啟動自噬相關(guān)基因，激活其下游靶基因的轉(zhuǎn)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(zhì)[5]。也有研究表明，TSC1/TSC2蛋白復(fù)合物與mTOR的激活有著密切的關(guān)系，Beauchamp EM等人的研究發(fā)現(xiàn)[6]，TSC2是一個GTP酶激活蛋白，它通過將Rheb-GTP復(fù)合物中的GTP水解為GDP從而影響該復(fù)合物的活性，而Rheb-GTP復(fù)合物的激活可以影響mTOR的激活，但Rheb-GTP復(fù)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(fā)現(xiàn)[7]，在TFEB的激活前細胞內(nèi)會出現(xiàn)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(jié)合在細胞質(zhì)中處于失活狀態(tài)。而關(guān)于這兩對殘基的研究目前尚沒有一個統(tǒng)一的定論。Ballabio等人的研究認為是Ser142的磷酸化導(dǎo)致TFEB被滯留在細胞質(zhì)內(nèi)，如果Ser142突變?yōu)锳la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(nèi)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(jié)合，被滯留在細胞質(zhì)內(nèi)。在饑餓情況下，由于mTOR處于失活狀態(tài)，不能將TFEB磷酸化，使其無法與14-3-3蛋白結(jié)合從而導(dǎo)致TFEB的快速入核[10]。Medina等人的研究還發(fā)現(xiàn)面對環(huán)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(qū)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(fā)現(xiàn)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(diào)節(jié)的溶酶體表面的糖鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)。這些的研究都為揭示TFEB與細胞自噬的關(guān)系提供了重要依據(jù)，并進一步揭示了TFEB在細胞內(nèi)的作用機制。

3 TFEB及MIT/TFE家族與腫瘤的關(guān)系

由于自噬既能夠分解細胞中的物質(zhì)為細胞提供能量來抵御外環(huán)境的壓力，又能引發(fā)細胞的自噬性死亡，所以關(guān)于腫瘤細胞中自噬的變化已經(jīng)成為了近年來研究的熱點。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種腫瘤的自身調(diào)節(jié)與自噬有關(guān)。Perera等人的研究發(fā)現(xiàn)在胰腺導(dǎo)管癌細胞中，TFEB及其所在的MIT/TFE家族在腫瘤細胞的自噬調(diào)控上發(fā)揮著重要的作用。他們發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)錄因子與自噬基因的表達存在相關(guān)性。他們的研究還發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞無論是處于營養(yǎng)豐富還是處于營養(yǎng)缺乏的狀態(tài)下，TFEB均會在核內(nèi)表達，這與細胞的IPO8基因有關(guān)。而由于MiT/TFE 家族的轉(zhuǎn)錄因子被持續(xù)易位于核內(nèi)，就會引起溶酶體的大量擴增和細胞內(nèi)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(zhuǎn)錄因子的細胞自噬-溶酶體激活，對于細胞內(nèi)部氨基酸庫的平以及為腫瘤細胞持續(xù)提供營養(yǎng)有著重要意義。黑色素瘤的發(fā)生也與MIT/TFE家族有著密切的關(guān)系。有研究發(fā)現(xiàn)約20%的黑色素瘤患者的癌細胞中被發(fā)現(xiàn)有MITF的表達增加，也有研究發(fā)現(xiàn)在人黑色素瘤細胞中可經(jīng)常發(fā)現(xiàn)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(fā)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(fā)生的重要因素。TFEB的表達還與非小細胞肺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)。也有報道發(fā)現(xiàn)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(guān)信號通路的激活在多個種類的腫瘤中均有發(fā)現(xiàn)，其涉及的相關(guān)反應(yīng)機制也是目前研究的重點。endprint

關(guān)于TFEB轉(zhuǎn)錄因子在多發(fā)性骨髓瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展過程中所起到的作用目前也有一定的研究。在多發(fā)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(fā)性骨髓瘤細胞保持穩(wěn)態(tài)，在多發(fā)性骨髓瘤細胞的生存機制中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。Michele Cea等人發(fā)現(xiàn)在MM細胞中作為合成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的關(guān)鍵限速酶—煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶（NAMPT）與細胞自噬密切相關(guān)，研究人員通過應(yīng)用FK866抑制了NAMPT后發(fā)現(xiàn)mTOR信號通路的傳導(dǎo)下降以及PI3K和AKT的降低，而這種抑制作用導(dǎo)致TFEB由細胞質(zhì)向細胞核易位來上調(diào)細胞的自噬程度。他們的研究還發(fā)現(xiàn)TFEB在調(diào)節(jié)MM細胞自噬過程中不單單依靠經(jīng)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(nèi)自噬的上調(diào)。研究人員推測由于細胞內(nèi)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(fā)現(xiàn)，多發(fā)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(diào)細胞的自噬水平。上述研究均對多發(fā)性骨髓瘤與TFEB及其下游通路的關(guān)系進行了一定的闡述，但其涉及的具體基因及相關(guān)機制目前仍在探索之中。

4 總結(jié)

在惡性腫瘤中，自噬所發(fā)揮的作用非常復(fù)雜。一方面由于惡性增殖引起的外界壓力和內(nèi)環(huán)境的不穩(wěn)定使得其需要通過自噬來調(diào)節(jié)其內(nèi)環(huán)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(yīng)導(dǎo)致腫瘤細胞出現(xiàn)自噬性死亡。所以針對腫瘤細胞自噬水平和調(diào)控機制的研究顯得尤為重要。TFEB轉(zhuǎn)錄因子作為MIT/TFE家族的一員，通過影響溶酶體的生物調(diào)節(jié)和細胞自噬的調(diào)節(jié)在細胞的生長發(fā)育、耐受外來侵害的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。這為我們治療與自噬相關(guān)的疾病提供了新的靶點。多發(fā)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(diào)節(jié)多發(fā)性骨髓瘤細胞內(nèi)TFEB的水平變化從而改變其自噬水平目前已成為研發(fā)新型藥物、治療多發(fā)性骨髓瘤的有效策略之一。

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