转录因子TFEB与多发性骨髓瘤关系的研究进展

韩凝

【中图分类号】R472 【文献标识码】A 【文章编号】2095-6851（2017）10--01

多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）作为恶性浆细胞疾病中最常见的类型之一，是一种常见的血液系统恶性肿瘤。其疾病特征主要表现在单克隆浆细胞的恶性增殖，并且过量的分泌单克隆免疫球蛋白，并通过髓外浸润侵犯肝、脾、淋巴结等器官导致结外器官的损害，患者的临床症状多表现为多发性溶骨性损害、高钙血症、贫血、肾脏损害。随着近年来对疾病认识的提高及诊疗技术的发展，多发性骨髓瘤的发病人数逐年上升。这使得针对多发性骨髓瘤治疗的研究已成为各国研究的主要方向。尽管目前已有多种新药投入市场，但迄今为止仍未能研发出能够彻底改善多发性骨髓瘤患者预后的治疗药物。最近有研究表明，细胞自噬作为不同于细胞凋亡的另一条细胞代谢途径，不仅在肿瘤细胞的发生与发展过程中发挥着重要的作用，同时在肿瘤细胞应对来自化疗药物的环境压力时也扮演了关键的角色。而作为细胞自噬过程中的重要通路——mTOR传导通路，它的调控因子TFEB在细胞自噬的启动过程中发挥着极为关键的作用，但是关于TFEB转录因子与多发性骨髓瘤的关系上仍有许多悬而未决的问题。本文就TFEB转录因子与多发性骨髓瘤的相关性进行相关阐述。

1 转录因子TFEB概述

碱性螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链转录因子MITF/ TFE家族目前被证实的有四个成员：MITF、TFEB、TFE3、TFEC。有研究表明这四种因子都具有一个能够与DNA进行结合的基本区域，同时他们还具有高度相似的螺旋-环-螺旋及亮氨酸拉链结构，这些结构域在MIT家族分子的二聚化时起到了重要的作用。与其它bHLH-Zip 转录因子家族不同的是，MITF家族除了能够识别回文CACGTG E-box基序，它还能够识别非对称TCATGTG M-Box序列。这些都使得MITF/ TFE家族中的四种因子在功能上具有高度相似性[1-3]。而作为该家族一员的TFEB转录因子，最初被发现是与胎盘血管新生、肾癌的发生有关[4]，而近些年的研究表明TFEB在细胞的代谢中发挥了重要的作用，研究人员发现TFEB不仅参与到了细胞器的生物合成与代谢之中，还能通过调控细胞自噬和溶酶体相关的基因表达而调控细胞自噬以及溶酶体功能。TFEB还被证实参与到了多种肿瘤的代谢调节中。因此，对于TFEB的生物学功能及其下游通路的相关调控机制的研究，能够进一步的阐释其激活机制及其调节在溶酶体功能和自噬时扮演的角色，从而为相关疾病的治疗提供一个全新的作用位点。

2.TFEB参与细胞自噬的作用机制

TFEB是细胞自噬过程中重要的调节因子。有研究表明，雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的失活能够激活细胞自噬，而TFEB是mTOR影响自噬的重要环节。当细胞的内环境处于营养足够、比较稳定的状态时，溶酶体通过激活由v-ATP酶、Rag GTP酶及调节剂等共同构成的复合体来捕获并激活细胞质中的mTOR，使mTOR处于活动状态，此时处于活动状态的mTOR能够结合细胞中游离的TFEB并使之磷酸化，被磷酸化的TFEB无法通过细胞膜从而停留在的细胞质中不能与核内的自噬相关基因结合，从而保证细胞的自噬水平处于一种较低的状态。而当细胞因营养缺乏或者外环境的不稳定而导致细胞处于饥饿状态时，或者因细胞内某种物质增多而超过溶酶体功能所能承受的范围时，溶酶体上的v-ATP酶和Rag GTP酶轉换为失活状态，从而使复合体与mTOR分离并失活，失活的mTOR不能再磷酸化TFEB从而使非磷酸化的TFEB迅速转位入核启动自噬相关基因，激活其下游靶基因的转录，从而增加细胞的自噬水平来为细胞提供能量或者消化过剩的物质[5]。也有研究表明，TSC1/TSC2蛋白复合物与mTOR的激活有着密切的关系，Beauchamp EM等人的研究发现[6]，TSC2是一个GTP酶激活蛋白，它通过将Rheb-GTP复合物中的GTP水解为GDP从而影响该复合物的活性，而Rheb-GTP复合物的激活可以影响mTOR的激活，但Rheb-GTP复合物影响mTOR激活的具体机制目前尚未阐明。而Zhou等人的研究发现[7]，在TFEB的激活前细胞内会出现溶酶体的酸化和组织蛋白酶的激活，研究人员认为由mTOR抑制而引起的TFEB的激活也会使溶酶体活化。而在TFEB激活的过程中，TFEB蛋白上的两个特定的丝氨酸残基，Ser142和Ser211起到了重要的作用。如果这两个丝氨酸残基均被磷酸化，那么TFEB将被结合在细胞质中处于失活状态。而关于这两对残基的研究目前尚没有一个统一的定论。Ballabio等人的研究认为是Ser142的磷酸化导致TFEB被滞留在细胞质内，如果Ser142突变为Ala则会使TFEB入核[8]。但是Brugarolas等人的研究则认为Ser142的突变并不会影响TFEB在细胞内的分布[9]。Martina等人的研究则认为Ser211是决定TFEB的重要因素。他们的实验证实TFEB上面的Ser211被mTORC1磷酸化，从而与14-3-3蛋白结合，被滞留在细胞质内。在饥饿情况下，由于mTOR处于失活状态，不能将TFEB磷酸化，使其无法与14-3-3蛋白结合从而导致TFEB的快速入核[10]。Medina等人的研究还发现面对环境压力时溶酶体可以通过MCOLN1释放钙离子到其周围使其周围形成一个微型的高钙区域，使局部的钙依赖磷酸酶活化从而引起TFEB的去磷酸化。Magini等人的研究则发现TFEB的核易位与融媒体表面的糖基水解酶和β-半乳糖苷酶调节的溶酶体表面的糖链结构有关。这些的研究都为揭示TFEB与细胞自噬的关系提供了重要依据，并进一步揭示了TFEB在细胞内的作用机制。

3 TFEB及MIT/TFE家族与肿瘤的关系

由于自噬既能够分解细胞中的物质为细胞提供能量来抵御外环境的压力，又能引发细胞的自噬性死亡，所以关于肿瘤细胞中自噬的变化已经成为了近年来研究的热点。目前已经发现多种肿瘤的自身调节与自噬有关。Perera等人的研究发现在胰腺导管癌细胞中，TFEB及其所在的MIT/TFE家族在肿瘤细胞的自噬调控上发挥着重要的作用。他们发现肿瘤细胞的自噬水平明显高于正常细胞，并且MIT/TFE家族的转录因子与自噬基因的表达存在相关性。他们的研究还发现肿瘤细胞无论是处于营养丰富还是处于营养缺乏的状态下，TFEB均会在核内表达，这与细胞的IPO8基因有关。而由于MiT/TFE 家族的转录因子被持续易位于核内，就会引起溶酶体的大量扩增和细胞内能量的分解再利用更加活跃。通过细胞整体的代谢谱分析表明，依赖于MiT/TFE 家族转录因子的细胞自噬-溶酶体激活，对于细胞内部氨基酸库的平以及为肿瘤细胞持续提供营养有着重要意义。黑色素瘤的发生也与MIT/TFE家族有着密切的关系。有研究发现约20%的黑色素瘤患者的癌细胞中被发现有MITF的表达增加，也有研究发现在人黑色素瘤细胞中可经常发现单核苷酸突变的MITF。还有研究表明MITF在黑色素瘤细胞的生长过程中发挥了重要作用。MITF也是透明细胞肉瘤生长与增殖所必须的。TFEB与TFE3的易位也是肾细胞癌发生的重要因素。TFEB的表达还与非小细胞肺癌的转移有关。也有报道发现在腺泡状软组织肉瘤中存在ASPL TFE3融合基因。总体来说，MIT家族的成员的过表达及其相关信号通路的激活在多个种类的肿瘤中均有发现，其涉及的相关反应机制也是目前研究的重点。endprint

關于TFEB转录因子在多发性骨髓瘤细胞的发生、发展过程中所起到的作用目前也有一定的研究。在多发性骨髓瘤细胞中存在着一定水平的自噬，这种自噬能够使多发性骨髓瘤细胞保持稳态，在多发性骨髓瘤细胞的生存机制中发挥着关键的作用。Michele Cea等人发现在MM细胞中作为合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的关键限速酶—烟酰胺磷酸核糖基转移酶（NAMPT）与细胞自噬密切相关，研究人员通过应用FK866抑制了NAMPT后发现mTOR信号通路的传导下降以及PI3K和AKT的降低，而这种抑制作用导致TFEB由细胞质向细胞核易位来上调细胞的自噬程度。他们的研究还发现TFEB在调节MM细胞自噬过程中不单单依靠经典的mTOR信号通路，TFEB的表达还能够有效抑制MAPK信号通路从而影响细胞内自噬的上调。研究人员推测由于细胞内代谢压力的变化通过NAD+的减少来激活上述自噬作用的形成。还有研究发现，多发性骨髓瘤细胞通过减少丝裂原活化蛋白激酶（MAP）家族的ERK2磷酸化来促进TFEB的易位入核来上调细胞的自噬水平。上述研究均对多发性骨髓瘤与TFEB及其下游通路的关系进行了一定的阐述，但其涉及的具体基因及相关机制目前仍在探索之中。

4 总结

在恶性肿瘤中，自噬所发挥的作用非常复杂。一方面由于恶性增殖引起的外界压力和内环境的不稳定使得其需要通过自噬来调节其内环境的平衡并为其获得生长空间。另一方面如果肿瘤细胞的自噬水平过高会引起一系列连锁反应导致肿瘤细胞出现自噬性死亡。所以针对肿瘤细胞自噬水平和调控机制的研究显得尤为重要。TFEB转录因子作为MIT/TFE家族的一员，通过影响溶酶体的生物调节和细胞自噬的调节在细胞的生长发育、耐受外来侵害的过程中发挥着举足轻重的作用。这为我们治疗与自噬相关的疾病提供了新的靶点。多发性骨髓瘤细胞通过一定水平的自噬为细胞的生长和增殖提供了有利条件，而TFEB在这一过程中起到重要的作用。所以针对调节多发性骨髓瘤细胞内TFEB的水平变化从而改变其自噬水平目前已成为研发新型药物、治疗多发性骨髓瘤的有效策略之一。

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