转录因子EB在免疫系统中的研究进展

罗加欢，刘浏，王惠莹，张若鹏

(1.大理大学临床医学院，云南 大理 671000； 2.大理大学第一附属医院生殖医学科，云南 大理 671000；3.大理大学生殖医学研究所，云南 大理 671000)

人体的免疫系统是一个非常复杂的网络系统，分为先天免疫与获得性免疫，由免疫细胞、免疫器官以及免疫因子组成，通过识别“自己”，排除“非己”发挥防御、自稳及免疫监视等生理作用，最终达到保护机体免受病原微生物侵袭的目的。人体免疫系统受损将导致一系列疾病的发生。免疫系统的调控因素及调控机制相当复杂，目前尚未完全阐明。自噬是真核生物细胞内以消除异常蛋白、降解损伤细胞器以及清除外来微生物等为目的的一种依赖溶酶体的降解途径。自噬参与免疫系统的抗原识别、清除、呈递及淋巴细胞发育等多个方面[1]。转录因子EB(transcription factor EB，TFEB)作为一种自噬和溶酶体生物合成的主要转录调节因子，在免疫细胞中可以直接调控趋化因子、炎症因子等免疫相关基因的转录，调节免疫细胞分化；还可通过调节溶酶体系统参与免疫应答过程[2-3]。现就TFEB在免疫系统中的作用机制、功能及其在相关疾病中的表达水平等予以综述。

1 TFEB

TFEB是碱性螺旋-环-螺旋-亮氨酸拉链类转录因子中小眼畸形家族(microphthalmia family，MIT家族)的一类DNA结合蛋白[4]，与具有相似结构(螺旋-环-螺旋和亮氨酸拉链结构域)的转录因子E3(transcription factor E3，TFE3)、转录因子EC(transcription factor EC，TFEC)、小眼畸形相关转录因子共同组成MIT家族。MIT家族成员在DNA结合和靶基因转录激活过程中不可或缺。作为MIT家族的重要一员，TFEB蛋白被Carr和Sharp[5]用含有主要转录因子结合位点的探针在噬菌体中被首次提取出来。TFEB由TFEB基因编码，是由476个氨基酸残基组成的包含螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链、酸性转录激活域、富含谷氨酸域、富含丝氨酸域等结构域[6]，能以二聚体形式与DNA结合，识别回文CACGTG E-Box序列，也能结合不对称TCATGTG M-Box序列[7-8]，在结构上由TFEB的亮氨酸拉链结构域内保守三残基移位引起特殊的亮氨酸拉链扭结而成。TFEB广泛表达于各类细胞，参与多种生理及病理过程。

2 TFEB与自噬

自噬是一种细胞降解途径，参与正常和异常细胞的各种过程。近年来发现多个转录因子参与调节细胞的自噬过程，其中TFEB是溶酶体功能和自噬的关键调节因子，尤其在调节协同溶酶体表达和调控(coordinated lysosomal expression and regulation，CLEAR)网络中发挥关键作用。TFEB主要通过促进自噬体形成和自噬溶酶体融合调节自噬[9]。静息状态下，受氨基酸和V-ATP酶调控的Rag GTP酶将哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1)募集到溶酶体表面[10]，mTORC1磷酸化溶酶体表面的丝氨酸(serine，Ser)211和Ser142，该位点的磷酸化介导TFEB与14-3-3蛋白结合并抑制Torin-1，进而将TFEB滞留在胞质中，抑制其核易位[11-12]，细胞自噬水平随之降低。不仅Ser211，Ser142在TFEB的活化中也发挥着作用，Ser469、Ser467、Ser466、Ser463和Ser462也可抑制TFEB核易位[2]，但具体机制尚不清楚。应激条件下(低胰岛素/胰岛素样生长因子信号、饥饿、不孕、热、紫外线或氧化应激)mTORC1从溶酶体表面解离并被抑制，Ser211去磷酸化，TFEB与14-3-3蛋白解离，TFEB核易位[13]；此外，溶酶体内的黏蛋白-1释放钙离子，激活钙调神经磷酸酶，促进Ser211去磷酸化，使TFEB核易位[13]。Nabar和Kehrl[2]发现，糖原合成酶激酶3β能使Ser134和Ser138磷酸化，抑制Ser211磷酸化，介导TFEB核定位。胞外信号调节激酶2通过促进TFEB磷酸化而抑制核转位，其磷酸化过程与mTORC1相似，主要作用于Ser211和Ser122位点[8，11]；相关研究表明，外源性TFEB迁移入核可直接结合其启动子元件，进一步诱导内源性TFEB的自我表达，提高细胞自噬水平[14]。此外，TFEB识别CLEAR网络重复的E-box序列后，下游溶酶体相关基因的表达增强，细胞自噬能力也随之增强，从而提高细胞的清除作用[2，9-10]。综上所述，TFEB的去磷酸化促进TFEB活化及核转位，而TFEB的磷酸化则抑制TFEB活化及核转位，细胞自噬水平也随着TFEB表达的增强而提高，而TFEB低表达的细胞自噬水平降低。

3 自噬与免疫系统

自噬是一种应激反应，是连接先天免疫与获得性免疫的桥梁。在先天免疫中，自噬有助于外源微生物特定病原体相关分子模式与固有免疫细胞表面模式识别受体的结合，刺激下游一系列先天免疫应答[15]。在获得性免疫中，自噬将抗原装载到主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)Ⅰ类分子的表面并通过抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APCs)呈递给CD8+T细胞，MHCⅠ类分子还可通过MHCⅡ类途径即交叉呈递胞内抗原，从而诱导CD4+T细胞的免疫应答[16]；同样地，CD8+T细胞也可通过交叉呈递途径对外源性抗原做出免疫反应[16]。自噬是一种特殊形式的抗原呈递，对特定抗原进行呈递时，增加了呈递抗原MHC分子的复杂性[17]。自噬也可以调节T细胞内稳态、活化、分化以及代谢等，是调控T细胞功能的主要途径[18]。浆细胞利用自噬生成代谢底物，并限制免疫球蛋白的产生，从而维持细胞活力，也可通过自噬调节线粒体的质量和数量，以维持记忆B细胞的长期存活[19]。总之，自噬在先天免疫和获得性免疫的不同阶段发挥着不可代替的作用。

4 TFEB与免疫系统

4.1与先天免疫

4.1.1巨噬细胞 巨噬细胞在先天免疫中发挥着重要作用，巨噬细胞的吞噬作用将病原体内化并捕获至吞噬体，吞噬体与溶酶体融合形成成熟的吞噬体，成熟吞噬体中的酸性水解酶可杀伤病原体。巨噬细胞中脂多糖诱导的G蛋白信号转导激活因子3(activator of G-protein signaling 3，AGS3)会影响溶酶体的生物发生和活性[20]。Pastore等[3]研究发现，巨噬细胞激活期间，TFEB水平随脂多糖活化时间的延长而逐渐降低，随后又可逐渐恢复。以上研究表明，巨噬细胞活化过程中存在TFEB水平的调节。进一步研究发现，AGS3高水平表达通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径触发TFEB的核转位；相反，缺乏AGS3的巨噬细胞即使在脂多糖刺激下也不能抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径并将TFEB滞留在细胞质中，导致TFEB的活性显著降低，严重影响巨噬细胞溶酶体的功能[20]。综上，AGS3的表达直接影响TFEB蛋白的活性，最终影响巨噬细胞功能。Gray等[21]的研究发现，TFEB的核易位取决于黏蛋白-1释放的Ca2+激活钙调神经磷酸酶，TFEB缺失细胞的吞噬未发生显著变化，但杀菌能力明显减弱，故TFEB与吞噬细胞的杀菌能力存在一定联系，但具体作用机制尚不清楚。此外，在TFEB和TFE3双敲除巨噬细胞中集落刺激因子2、白细胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-2、IL-6、IL-27、肿瘤坏死因子-α、集落刺激因子1、趋化因子配体2及趋化因子配体L5等细胞因子的产生及分泌大幅减少[3，22]，说明TFEB协同TFE3影响巨噬细胞中细胞因子的产生和分泌，调节体内先天免疫反应。

4.1.2树突状细胞(dendritic cells，DC) DC一类重要的专职APC，由Steinman和Cohn[23]在小鼠脾脏中获得，通过摄取、加工、呈递抗原启动免疫应答而发挥作用。TFEB是外源性抗原呈递的一个关键调节因子[24]，而外源性抗原的呈递依赖于DC。DC主要通过表面的MHCⅡ类分子将外源性抗原呈递给CD4+T细胞以启动免疫反应[7]。TFEB的上调导致成熟过程中的DC蛋白水解酶活性增强，交叉呈递减少，MHCⅡ类呈递增加，进而增强外源性抗原的呈递；而MHCⅠ类呈递增加将抑制外源性抗原呈递[2，24]。故TFEB充当着DC抗原呈递途径的分子开关。除上述抗原呈递途径外，胞内抗原以自噬依赖性方式加载到MHCⅡ类分子上发挥作用，可间接促进CD4+T细胞活化[25]。对于胞内抗原，DC将其内吞后传递给溶酶体，一方面驱动溶酶体的向心迁移；另一方面通过还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2催化活性氧类生成，激活溶酶体Ca2+通道黏蛋白-2，导致Ca2+释放，激活TFEB的转录活性，直接上调DC表面CD80和CD86的表达，两者均对MHCⅠ类抗原肽的形成有促进作用，间接促进CD8+T细胞活化[26]。对于抗原的清除，TFEB主要通过诱导编码溶酶体组织蛋白酶D、L、S信使RNA表达及溶酶体酸化，促进抗原降解[24]。以上研究表明，TFEB在DC中通过多途径、多靶点调节DC的功能。

4.2与获得性免疫 在T细胞中，除上述间接途径促进CD4+T和CD8+T细胞活化外，TFEB还协同TFE3结合到编码CD40L(CD40LG)基因启动子的多个同源位点上直接活化CD4+T细胞，且被抗原激活的T细胞受体将促进TFEB表达[2，27]，正向促进CD4+T细胞活化。CD4+T细胞受免疫原性刺激后瞬时表达CD40L，故TFEB协同TFE3影响CD4+T细胞瞬时表达CD40L的数量。此外，CD40LG基因是迄今为止唯一被证实的需要TFE3或TFEB调控的基因[2]。因此，了解TFEB和TFE3活化的条件和途径对于理解CD40L依赖性免疫具有重要意义。在B细胞中，B细胞表面分子CD40与CD4+T细胞表面分子CD40L结合将介导B细胞的活化[28]，故TFEB能间接影响B细胞的活化。Huan等[27]在MIT缺失转基因小鼠中发现，CD4+T细胞生发中心形成受损、浆细胞水平降低、免疫球蛋白G滴度降低。生发中心形成受损表明辅助T细胞依赖性B细胞反应缺如，意味着T细胞依赖性体液免疫应答受损；免疫球蛋白G滴度降低可导致免疫球蛋白M相对增高的高IgM综合征。综上，TFEB主要通过影响T细胞活性间接对B细胞发挥作用。

5 TFEB与免疫系统相关性疾病

5.1巨噬细胞相关性疾病

5.1.1肿瘤 巨噬细胞是肿瘤微环境中的主要免疫细胞，分为经典活化的M1型巨噬细胞和选择性活化的M2型巨噬细胞，当局部微环境变化时，M1型和M2型可相互转化[29-30]。巨噬细胞具有双重作用，M2型巨噬细胞为主导时可促进肿瘤细胞生长、转移及免疫逃逸；M1型巨噬细胞为主导时可通过释放氧化氮和γ干扰素杀死肿瘤细胞[31]。因此，将M2型巨噬细胞转为M1型巨噬细胞可在一定程度上起到治疗癌症的作用。研究发现，肿瘤细胞中TFEB的表达降低，无活性的TFEB蛋白数量增加，并且肿瘤细胞分泌的转化生长因子-β抑制TFEB活化和巨噬细胞表达[32]。TFEB的下调通过减少细胞因子信号转导抑制因子3的产生、增加信号转导子及转录激活子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)的激活，导致巨噬细胞M2极化[32]。上调TFEB可通过提高先天免疫功能而达到抗肿瘤的目的[33]。Chen等[31]的研究发现，氯喹可促进M2型巨噬细胞溶酶体释放Ca2+，进而激活TFEB，TFEB与葡萄糖转运蛋白1、葡萄糖转运蛋白4、肌型磷酸果糖激酶以及肝红细胞丙酮酸激酶等基因的启动子结合调控相关基因的表达，TFEB还可通过上调CLEAR基因网络的表达，重新编程M2型巨噬细胞的代谢模式，即从M2型巨噬细胞的氧化磷酸化到M1型巨噬细胞的糖酵解发挥抗肿瘤作用[34]。目前关于TFEB在肿瘤巨噬细胞中的作用机制尚不完全清楚，尚需更多研究予以验证。

5.1.2动脉粥样硬化 动脉粥样硬化是急性冠状动脉综合征、缺血性心力衰竭、脑梗死等心脑血管疾病的病理基础，而巨噬细胞自噬-溶酶体系统功能的进行性下降是导致动脉粥样硬化形成的重要一环，通过过表达TFEB可诱导自噬和自噬-溶酶体生物发生，逆转动脉粥样硬化过程中的自噬功能障碍[35]。研究发现，TFEB主要通过TFEB-自噬-p62通路增加富含p62蛋白的聚集体的清除，减少巨噬细胞凋亡、降低促炎症细胞因子IL-1β的水平，从而减轻动脉粥样硬化[35-36]。巨噬细胞中TFEB的激活不仅可通过溶酶体酸性脂肪酶途径[36]，还可通过抑制STAT3信号通路抑制全身炎症反应[37]，增加斑块稳定性，改善动脉粥样硬化，最终达到改善心血管疾病的目的。

5.1.3结核病 结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，MTB)是结核病的病原体，是全球细菌性死亡的主要元凶之一。MTB通过逃逸避免被溶酶体捕获，从而对抗巨噬细胞的杀菌机制[38]。有研究认为，MTB通过核因子κB途径上调巨噬细胞中miR-33和miR-33*的表达，抑制AMP活化蛋白激酶依赖的自噬激活和TFEB转录，减少MTB感染巨噬细胞中的脂肪酸氧化，促进脂质体形成，进而参与MTB感染[38]。Kim等[39]研究发现，巨噬细胞以过氧化物酶体增殖物激活受体α依赖性方式诱导TFEB增强MTB感染过程中吞噬体的成熟和脂质分解代谢，介导对MTB感染的抗菌反应。Chandra等[40]的研究发现，核受体亚家族1，D组，成员1通过调节TFEB的表达调节自噬，并消除细胞内MTB。Zhang等[41]的研究认为，巨噬细胞通过活性氧类激活TFEB诱导的自噬和溶酶体生物发生。有研究发现，巨噬细胞可通过血红素加氧酶1依赖性方式激活TFEB，并通过sirtuin 3调节自噬功能以增强抗MTB的能力[42-43]。综上所述，基因、核受体、酶、转录因子及自噬均参与MTB的感染过程，故可从这些角度进一步寻找并验证结核病发生的具体机制，并寻找新的治疗方式。

5.2B细胞相关性疾病 TFEB最初是从B细胞衍生的cDNA文库中发现的，其可能在正常B细胞的生理过程中不发挥作用。Gayle等[44-45]发现，B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma，B-NHL)细胞大量表达TFEB，其原因尚不清楚，但TFEB表达水平直接影响B-NHL的治疗效果。采用阿匹莫德治疗B-NHL的研究发现，阿匹莫德主要通过影响内体/溶酶体相关基因如骨化蛋白相关跨膜蛋白1、氯离子通道7诱导B-NHL细胞空泡化、TFEB核易位以及靶基因转录，进一步加重溶酶体功能损害，两者共同作用导致B-NHL细胞死亡，且氯离子通道7是TFEB的靶基因[44]。由此推测，TFEB可能驱动B-NHL的细胞死亡，其过表达对B-NHL 的治疗及预后有一定的指导意义，TFEB低表达的B-NHL是否可通过促进TFEB表达增强治疗的敏感性尚有待进一步研究与证实。

6 小 结

免疫系统是机体防御病原体侵入的天然屏障，而免疫系统功能低下、缺如或亢进均会导致一系列免疫系统相关疾病的发生，进而影响全身多个系统的功能，对机体造成严重损害。TFEB作为自噬和溶酶体生物发生的主要转录调节因子，通过作用于先天免疫和获得性免疫的多个环节，维持免疫系统的平衡，TFEB的过表达或低表达均会导致免疫功能紊乱，进而引发一系列疾病。目前关于TFEB在免疫应答调节中的研究较少，其在免疫系统中的机制是一种特殊类型的自噬，具体机制尚不清楚，故需更多高质量、多中心研究的进一步探索、证实与补充。