自噬調(diào)控在淋巴瘤中的研究進(jìn)展

胡 鶯，毛崢嶸

自噬是一種多步驟溶酶體降解途徑，這個(gè)過程受到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控。自噬一方面對(duì)生存、分化、發(fā)育和穩(wěn)態(tài)維持至關(guān)重要，另一方面又與多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[1-2]。淋巴瘤是常見的血液系統(tǒng)惡性腫瘤，類型較多且具有較高的異質(zhì)性，發(fā)病率和病死率均較高。細(xì)胞自噬與淋巴瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，目前研究發(fā)現(xiàn)淋巴瘤中存在多種途徑參與自噬的調(diào)控。越來越多的證據(jù)表明，自噬主要受mTOR依賴信號(hào)通路的調(diào)控。最近有研究表明，其他mTOR不依賴途徑也參與調(diào)節(jié)自噬(圖1)。該文對(duì)自噬調(diào)控途徑及在淋巴瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

圖1 自噬調(diào)控示意圖：自噬過程受復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，其中主要受mTOR依賴信號(hào)通路的調(diào)控，mTOR通過不同的途徑影響自噬的不同階段；此外，其他如與活性氧、RNA、表觀遺傳、翻譯機(jī)制等相關(guān)的途徑也參與調(diào)節(jié)自噬

1 與mTOR相關(guān)

mTOR是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，其二聚并形成兩個(gè)功能不同的多蛋白復(fù)合物的催化亞基，即mTORC1和mTORC2。mTORC1由mTOR本身、Raptor和mLST8三個(gè)亞基組成，協(xié)調(diào)進(jìn)行底物的磷酸化，還包括DEPTOR和PRAS40兩個(gè)抑制亞基。mTORC1是細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝的主要調(diào)控因子，其在自噬的幾個(gè)階段都具有調(diào)控作用。

1.1 mTOR調(diào)節(jié)自噬前期mTOR通路是調(diào)節(jié)自噬的關(guān)鍵上游機(jī)制之一。氨基酸存在時(shí)，RAG GTP酶與mTORC1的Raptor直接作用，導(dǎo)致溶酶體募集mTORC1，mTORC1被募集到溶酶體表面后，mTORC1被RHEB完全激活。mTORC1誘導(dǎo)的ULK1磷酸化抑制下游VPS34復(fù)合體的激活。饑餓時(shí)，ULK1上的mTORC1位點(diǎn)被去磷酸化與mTORC1解離，ULK1自磷酸化激活，進(jìn)而磷酸化ATG13和FIP200。

WIPI2是隔離膜生長(zhǎng)和延伸的關(guān)鍵蛋白。mTORC1通過磷酸化WIPI2，引導(dǎo)WIPI2特異性地與E3泛素連接酶HUWE1相互作用，進(jìn)行泛素化和蛋白酶體降解，從而控制自噬小體的形成[3]。營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下刺激AMPK，ATP ∶AMP的比例下降，激活A(yù)MPK1，AMPK1激活后抑制mTORC1的調(diào)節(jié)器Raptor和TSC，激活自噬。AMPK介導(dǎo)的自噬誘導(dǎo)也可以繞過mTOR，通過直接誘導(dǎo)ULK1、VPS34和Beclin 1的磷酸化來誘導(dǎo)自噬[4]。最近有研究發(fā)現(xiàn)，AMPK在能量緊張的情況下被激活，磷酸化Cyclin Y。這種磷酸化促進(jìn)Cyclin Y與CDK16的相互作用，并激活CDK16激酶的活性，從而促進(jìn)自噬。Cyclin Y/CDK16對(duì)于AMPK依賴性自噬激活是必需的[5]。

1.2 mTOR調(diào)節(jié)自噬后期mTOR途徑在自噬后期也具有重要功能。mTORC1靶向UVRAG抑制自噬體成熟。在營(yíng)養(yǎng)豐富條件下，mTORC1磷酸化Pacer 157位絲氨酸，破壞Pacer與Stx17和HOPS復(fù)合物結(jié)合，抑制了Pacer介導(dǎo)的自噬體成熟。在營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下，Pacer去磷酸化促進(jìn)了TIP60介導(dǎo)的Pacer乙?；?，促進(jìn)HOPS復(fù)合物的募集，是自噬小體成熟的必要條件[6]。mTORC1能控制轉(zhuǎn)錄因子TFEB。當(dāng)mTORC1活化時(shí)，MiT-TFE家族被磷酸化并隔離在細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)mTORC1滅活時(shí)，TFEB轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，激活溶酶體基因的轉(zhuǎn)錄[7]。

1.3 mTOR介導(dǎo)的自噬與淋巴瘤在套細(xì)胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma, MCL)細(xì)胞中l(wèi)ncRNA HAGLROS表達(dá)增加，HAGLROS可能通過調(diào)控miR-100/ATG5/PI3K/AKT/mTOR軸，增加細(xì)胞凋亡，降低自噬能力，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[8]。在T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病中，知母皂苷A-Ⅲ(timosaponin A-Ⅲ, TAⅢ)促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白Beclin 1和LC3-Ⅱ的表達(dá)，并通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路誘導(dǎo)T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病Jurkat細(xì)胞自噬，從而發(fā)揮抗腫瘤活性[9]。mTOR通路在濾泡性淋巴瘤(follicular lymphoma, FL)發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，F(xiàn)L中v-ATPase亞基反復(fù)突變。v-ATPase亞基ATP6V1B2的突變激活自噬通量，并活化mTOR/TOR，從而使原代FL-B細(xì)胞在低亮氨酸濃度下表現(xiàn)出強(qiáng)生存能力[10]?？贵w藥物偶聯(lián)在腫瘤治療中有較好的效果，利妥昔單抗偶聯(lián)物Rituximab-MMAE(monomethyl auristatin E, MMAE)在非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma, NHL)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的治療效果。一方面其誘導(dǎo)NHL細(xì)胞caspase-3依賴性凋亡；另一方面，Akt/mTOR通路失活引發(fā)自噬。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)氯喹抑制自噬可以抑制Rituximab-MMAE誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，而雷帕霉素激活自噬可以顯著增強(qiáng)治療效果[11]。

2 與Ca2+相關(guān)

細(xì)胞內(nèi)Ca2+對(duì)自噬具有復(fù)雜的調(diào)控作用。胞內(nèi)Ca2+濃度的升高激活胞內(nèi)半胱氨酸蛋白酶Calpains。活化的Calpains介導(dǎo)Atg5和Beclin 1的切割，從而抑制自噬誘導(dǎo)。Calpains導(dǎo)致cAMP的產(chǎn)生和腺苷酸環(huán)化酶的激活，細(xì)胞內(nèi)cAMP水平升高會(huì)激活EPAC，進(jìn)而激活Rap2B和PLCε。活化的PLCε介導(dǎo)PI(4，5)P2水解以生成IP3，從而抑制自噬。此外，增加的胞質(zhì)Ca2+水平會(huì)抑制mTOR活性，并通過增加上游AMPK激活劑CaMKKβ的活性而導(dǎo)致自噬的增加[12]。

3 與活性氧(reactive oxygen species, ROS)相關(guān)

自噬也受ROS調(diào)控，ROS是由于氧的不完全還原而產(chǎn)生的高度活性分子。ROS的水平可能通過多種信號(hào)途徑調(diào)節(jié)自噬，ROS可以通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激傳感器PERK誘導(dǎo)自噬基因的表達(dá)，還可以通過NRF2-p62、HIF-1α-BNIP3/NIX或ATM-CHK2-Beclin 1軸調(diào)節(jié)自噬[13]。

4 與RNA相關(guān)

4.1 微小RNA(microRNA, miRNA)miRNA是具有多種生物學(xué)功能的小分子RNA，越來越多的證據(jù)表明，失調(diào)的miRNA與各種人類癌癥中異常的自噬有關(guān)。miR-155通過在mRNA和蛋白水平上抑制一些Atg基因包括Atg3、Atg5、Atg14和LC3來抑制自噬。miR-216b通過下調(diào)Beclin 1從而減弱自噬[14]。

4.2 miRNA介導(dǎo)的自噬調(diào)控與淋巴瘤miR-449a是從5號(hào)染色體長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)錄而來的miRNA，在腫瘤發(fā)生和自噬中有調(diào)控作用。在T細(xì)胞淋巴瘤中，miR-449a與ATG4B mRNA 3’UTR結(jié)合，降低ATG4B的表達(dá)，從而降低T細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞的自噬，增加T細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞凋亡[15]。

4.3 circRNA近年來，越來越多研究發(fā)現(xiàn)circRNA對(duì)自噬也具有調(diào)節(jié)作用。circMUC16通過miR-199a調(diào)節(jié)Beclin 1和RUNX1，也可以通過促進(jìn)ATG13表達(dá)，促進(jìn)上皮性卵巢癌的自噬[16]。circCDYL通過miR-1275-ATG7/ULK1調(diào)節(jié)自噬，促進(jìn)乳腺癌進(jìn)程，并認(rèn)定其可以作為乳腺癌患者預(yù)后的潛在預(yù)測(cè)分子[17]。在活動(dòng)性肺結(jié)核中，circAGFG1通過miRNA-1257/Notch軸調(diào)節(jié)自噬。circAGFG1抑制miRNA-1257表達(dá)，使Notch水平升高，進(jìn)而增強(qiáng)自噬并減少細(xì)胞凋亡[18]。

5 表觀遺傳

5.1 表觀遺傳調(diào)節(jié)自噬表觀遺傳能調(diào)節(jié)自噬過程。越來越多的證據(jù)表明，幾個(gè)甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶是自噬的必要調(diào)控因子。甲基轉(zhuǎn)移酶通過不同的途徑調(diào)節(jié)自噬。EZH2抑制了幾種mTOR通路負(fù)調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，包括TSC2、DEPTOR、RHOA和GPI，導(dǎo)致mTOR激活，從而抑制自噬[19]。在營(yíng)養(yǎng)豐富條件下，BRD4與EHMT2相互作用，負(fù)調(diào)控自噬和溶酶體基因表達(dá)，使自噬維持在較低的基礎(chǔ)水平。饑餓誘導(dǎo)導(dǎo)致EHMT2移位，增強(qiáng)ATG基因表達(dá)；去甲基化酶KDM1A抑制SESN2，SESN2通過調(diào)控GATOR復(fù)合物抑制mTORC1活性，參與了mTORC1通路的調(diào)控。KDM1A還通過直接調(diào)節(jié)TP53介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄程序參與自噬途徑[20]。

5.2 表觀遺傳介導(dǎo)的自噬調(diào)控與淋巴瘤在EB病毒誘導(dǎo)的B細(xì)胞淋巴瘤中，EB病毒可以操縱自噬維持生存。EB病毒癌蛋白EBNA3C招募H3K4me1、H3K4me3、H3K9ac和H3K27ac，激活自噬基因ATG3、ATG5和ATG7等的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)自噬小體的形成。此外，在生長(zhǎng)限制條件下，EBNA3C可以通過上調(diào)自噬介導(dǎo)的細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)劑DRAM1和DAPK1，進(jìn)一步刺激自噬反應(yīng)[21]。

6 翻譯機(jī)制

6.1 翻譯機(jī)制調(diào)節(jié)自噬翻譯機(jī)制對(duì)自噬具有重要的調(diào)控作用。4E-BP通過隔離eIF4E阻止與eIF4G的相互作用抑制翻譯過程，eIF4E和eIF2alpha可以通過ATF4調(diào)控部分ATG基因和LC3基因的轉(zhuǎn)錄[22]。核糖體蛋白R(shí)ACK1是40S亞基的一個(gè)核糖體蛋白組分，RACK1限制LC3的翻譯，是自噬的負(fù)調(diào)控因子。RNA結(jié)合蛋白HuR與ATG5，ATG12和ATG16 mRNA的相互作用，促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄。相反RNA結(jié)合蛋白ZFP36/TTP是Atg16 mRNA翻譯的負(fù)調(diào)控因子[23]。

6.2 翻譯機(jī)制介導(dǎo)的自噬調(diào)控與淋巴瘤與正常組織相比，淋巴瘤中UPR的激活水平明顯更高。c-Myc激活PERK/eIF2 inhibitor/ATF4，進(jìn)而激活了UPR，通過誘導(dǎo)細(xì)胞保護(hù)性自噬提高細(xì)胞存活率。抑制PERK可顯著降低myc誘導(dǎo)的自噬。此外，自噬的抑制導(dǎo)致myc依賴性凋亡的增加[24]。

7 與Ⅲ類PI3K復(fù)合物相關(guān)

7.1 與Ⅲ類PI3K復(fù)合物相關(guān)的自噬Ⅲ類PI3K復(fù)合物包括Beclin 1、VPS34(也稱為PIK3C3)、ATG14和AMBRA1的形成是自噬起始的重要步驟，很多因素能在這一步對(duì)自噬起調(diào)節(jié)作用。JNK能在轉(zhuǎn)錄水平和通過磷酸化BCL-2使Beclin 1-BCL-2解離。NF-κB可以通過激活Beclin 1來誘導(dǎo)自噬。Beclin 1也是多個(gè)激酶的靶點(diǎn)，被ULK1、AMPK磷酸化后能促進(jìn)自噬，而AKT和EGFR通過Beclin 1失活抑制自噬。DAPK使Beclin 1磷酸化，從而使Beclin 1-BCL-xL復(fù)合體解離，促進(jìn)自噬的誘導(dǎo)。RTKs的激活通過直接磷酸化調(diào)節(jié)Beclin 1，從而抑制自噬的進(jìn)展[25]。E3泛素連接酶NEDD4可通過招募USP13來減少PIK3C3/VPS34的K48連鎖泛素化，提高VPS34的穩(wěn)定性，對(duì)自噬有正調(diào)節(jié)作用[26]。

7.2 與Ⅲ類PI3K復(fù)合物相關(guān)的自噬調(diào)控與淋巴瘤有研究發(fā)現(xiàn)，在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)組織中CUL4B表達(dá)上調(diào)與患者預(yù)后不良密切相關(guān)。CUL4B可以通過調(diào)節(jié)JNK信號(hào)來調(diào)節(jié)DLBCL細(xì)胞的自噬水平。在體外沉默CUL4B，可抑制DLBCL異種移植小鼠腫瘤的生長(zhǎng)[27]。在MCL中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶TG2的表達(dá)與NF-κB的組成激活和細(xì)胞的化療耐藥有關(guān)。MCL細(xì)胞利用TG2/NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)和IL-6增強(qiáng)細(xì)胞保護(hù)性自噬反應(yīng)，而自噬又調(diào)節(jié)TG2/NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)和IL-6分泌，這暗示了潛在的反饋回路是MCL生存機(jī)制的基礎(chǔ)[28]。

8 與溶酶體相關(guān)

8.1 與溶酶體相關(guān)的自噬溶酶體在自噬過程具有至關(guān)重要的作用。在自噬后期，自噬體與溶酶體融合，形成自噬溶酶體，其內(nèi)容物被降解，大分子前體被回收或用于代謝途徑。FoxO3誘導(dǎo)FoxO1與Rab7結(jié)合，促進(jìn)溶酶體與自噬體的融合。TFE家族成員轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核后，激活溶酶體基因的轉(zhuǎn)錄。PKC-β激活Nox2信號(hào)傳導(dǎo)，削弱溶酶體的酸化過程，從而導(dǎo)致自噬體積累[29]。

8.2 與溶酶體相關(guān)的自噬調(diào)控與淋巴瘤PIKFYVE抑制劑apilimod是一種有效的、選擇性的抗B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma, B-NHL)的細(xì)胞毒性藥物。apilimod可破壞溶酶體穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致溶酶體腫脹、TFEB核易位和自噬體清除不完全，從而誘導(dǎo)B-NHL細(xì)胞死亡[30]。

9 總結(jié)

近年來，對(duì)于自噬的研究受到很多關(guān)注，也取得了一些進(jìn)展，但是在mTOR非依賴的其他領(lǐng)域，對(duì)自噬的了解還需要進(jìn)一步發(fā)展。自噬在淋巴瘤等多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中都起著重要的作用。更深入的了解自噬的分子機(jī)制和調(diào)控途徑，特別是基于特定的環(huán)境，為疾病的治療提供新的突破，值得我們進(jìn)一步探索。