转录因子EB介导的自噬溶酶体途径在心血管疾病中的作用

柴亚如 戴红艳 管军

转录因子EB（TFEB）是调控自噬和溶酶体生物合成的关键因子，可识别协同溶酶体表达和调控元件的E-box 和M-box 序列，促进溶酶体和自噬相关基因的转录和表达以及溶酶体生物合成，增强溶酶体功能，促进自噬体和溶酶体的融合[1]。TFEB 及其依赖的自噬溶酶体途径（ALP）与心血管疾病（CVD）的发病机制和治疗有关，可作为CVD 治疗的靶点。

1 TFEB与自噬溶酶体途径

TFEB 由476 个氨基酸残基组成，是亮氨酸拉链小眼畸形转录因子的成员，包括2 个非编码外显子和8 个编码外显子[2]。TFEB 包括组成包括：碱性螺旋-环-亮氨酸拉链结构、酸性转录激活结构域、富含谷氨酸的结构域、富含丝氨酸的结构域和其他结构域[3-4]。ALP 调控TFEB 的机制主要有：（1）磷酸化与去磷酸化修饰。营养丰富时，TFEB被磷酸化并保留在细胞质中。而在饥饿或溶酶体功能障碍时，TFEB 去磷酸化，并从细胞质转移到细胞核，促进自噬靶基因的表达，包括货物识别、自噬小体形成、囊泡融合和底物降解[5]。（2）泛素化与去泛素化修饰。TFEB 泛素化后转录活性降低，通过泛素蛋白酶体途径，磷酸化的TFEB 去泛素化，TFEB 激活，ALP 活性增强[6]。（3）乙酰化与去乙酰化修饰。TFEB 乙酰化后，二聚体破坏，转录活性降低，自噬和溶酶体介导的脂质水解减少[7]，而TFEB 去乙酰化则会启动下游基因表达，促进ALP 发生[8]。（4）甲基化与去甲基化修饰。甲基转移酶样3（METTL3）介导的N6-甲基腺苷（m6A）修饰TEEB 的腺苷mRNA 后，TFEB 进行RNA 甲基化，m6A mRNA 修饰后，TFEB 表达降低，并损伤TFEB 依赖的自噬过程[9]。TFEB 介导的ALP在心血管系统中发挥保护作用。

2 TFEB与心血管疾病

2.1 TFEB与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化（AS）是在动脉壁形成脂质斑块，内膜中的异常脂质积聚和炎症反应继续发展，下游组织出现缺血性损伤或斑块破裂，产生严重并发症[10]。适当地促进自噬可成为AS 治疗的新靶点。TFEB 介导的ALP 能够增强溶酶体功能，促进巨噬细胞胆固醇外流，其机制主要与巨噬细胞和血管平滑肌细胞（VSMC）有关：（1）TFEB 可激活巨噬细胞自噬和抗炎反应，抑制AS。在AS 的发展过程中，巨噬细胞吞噬细胞外或溶酶体内氧化低密度脂蛋白转化的过量胆固醇，导致巨噬细胞溶酶体功能障碍，血管壁局部产生炎症反应，促进泡沫细胞和AS 斑块的形成。在载脂蛋白E 敲除小鼠AS 模型中，细胞内过多的胆固醇积聚可引起巨噬细胞的正常溶酶体功能损伤，而巨噬细胞特异性TFEB 增加，可促进AS 斑块中的自噬和溶酶体生物合成，并以人自噬相关蛋白5（Atg5）和自噬蛋白p62 依赖的方式缩小AS 斑块[11]。TFEB 还可促进溶酶体脂肪的分解代谢和氧化途径，抑制其生物合成。经过氧化物酶体增殖物激活受体γ 共激活因子-1α（PGC-1α）-三磷酸腺苷（ATP）结合盒转运体A1-过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）信号通路，TFEB 将脂质分解为胆固醇，细胞内胆固醇外流，脂质负荷降低；同时促炎症细胞因子白介素-1β 分泌减少，抑制炎症小体过度激活，改善AS 进展[12]。（2）TFEB 促进VSMC 自噬溶酶体途径。抑制TFEB介导的自噬可促进VSMC 参与AS 的形成；TFEB上调，ALP 激活，可阻断AS 斑块形成[13]。硬脂酰辅酶A 脱饱和酶-1（SCD1）是锚定在内质网膜上的完整蛋白，SCD1 增加可抑制VSMC 分化，增加TFEB 核转位，促进TFEB 介导的泡沫细胞形成。SCD1-TFEB 的调节机制可能为AS 提供新的治疗方法[14]。因此，TFEB 激活ALP 及促进核转位，减轻脂质蓄积和炎症反应，发挥抗AS 作用，TFEB可作为抗AS 的有效治疗靶点。

2.2 TFEB与心力衰竭

心力衰竭（HF）是心脏结构或功能异常导致的临床综合征，表现为心输出量减少和心脏内压力升高[15]。氧化应激是心功能不全进展的重要决定因素，线粒体单胺氧化酶-A（MAO-A）促进活性氧产生，抑制TFEB 核转位，并阻断心肌细胞自噬，导致心肌细胞坏死和HF[16]。MAO-A转基因小鼠中，腺病毒介导的TFEB过表达可减弱小鼠自噬障碍、心肌细胞死亡和HF[17]。而在苯肾上腺素（PE）和主动脉缩窄（TAC）诱导的扩张型心肌病小鼠肥大心肌细胞和衰竭心脏中，TFEB 显著降低，自噬小体显著增加。抑制TFEB 引起的ALP 不全，可出现自噬小体标志物增加，人微管相关蛋白轻链3Ⅱ表达减少，肥大心肌细胞标志物心房利钠肽和β-肌球蛋白重链7 表达增加，细胞体积增大。而TFEB过表达可改善自噬，使PE 刺激的肥大心肌细胞减少，TAC 诱导的肥厚重构、纤维化和心功能不全减轻，其机制可能与TFEB 促进转录因子GATA 结合蛋白4 自噬降解，抑制心肌细胞肥大有关[18]。因此，TFEB 在HF 的发生发展中起重要作用，TFEB 下调可引起ALP 不足和阻断自噬降解，TFEB 的激活可成为治疗HF 的潜在手段。

2.3 TFEB与腹主动脉瘤

腹主动脉瘤（AAA）是以腹主动脉永久性扩张为特征的高度致命性心血管疾病，主动脉破裂后死亡率约为80%，其发病机制为慢性主动脉壁炎症反应、细胞外基质蛋白分解和VSMC 功能障碍[19-20]。TFEB 在AAA 患者体内显著降低[21]。Lu 等[21]证实VSMC-TFEB基因敲除小鼠中，2-羟丙基-β-环糊精（HPβCD）以VSMC-TFEB 依赖的方式抑制AAA 形成。其机制为：（1）TFEB 直接上调B 细胞淋巴瘤2（Bcl-2）基因，抑制VSMC 凋亡；TFEB 缺乏时，VSMC 凋亡增加，促进AAA 形成。（2）TFEB过表达抑制血管紧张素Ⅱ诱导的巨噬细胞NOD 样受体蛋白3（NLRP3）炎症反应体激活，阻止AAA 形成[22]。因此，TFEB 抑制VSMC 凋亡，减少炎症反应体形成，阻碍AAA 形成，可作为预防和治疗AAA 的有效靶点。

2.4 TFEB与糖尿病心肌病

糖尿病心肌病是发生于糖尿病患者，不能用高血压性心脏病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心脏瓣膜病及其他心脏病变来解释的心肌特异性微血管并发症[23]。在糖尿病患者心脏中，糖脂毒性损伤蛋白酶体介导的蛋白降解，诱导细胞凋亡，损伤心肌细胞[24]。TFEB 可以调节2 型糖尿病的低甲基化基因[25]，但TFEB 耗尽后，糖脂毒性反向调节溶酶体蛋白降解途径或自噬。Trivedi 等[3]发现在葡萄糖和棕榈酸酯联合作用下，大鼠心肌细胞核内TFEB 含量减少，溶酶体功能失调，诱导心肌细胞死亡。这表明对于肥胖和糖尿病患者，TFEB 诱导的ALP 对心肌细胞稳态至关重要，选择性靶向心肌细胞中的TFEB 可以预防或改善糖尿病心肌病。

2.5 TFEB与心肌缺血再灌注、缺氧复氧损伤

心肌缺血再灌注（I/R）损伤指冠状动脉部分或完全阻塞后，在一定时间内再通，恢复血供，但缺血心肌损伤加重[26]。自噬的损伤与心肌I/R 期间心肌细胞死亡有关，减少I/R 期间自噬小体的累积，改善自噬，有心脏保护作用[27-28]。I/R 早期TFEB介导的自噬可能是有益的，而I/R 晚期TFEB 的上调却是有害的。I/R 早期心肌Beclin-1 蛋白升高，并抑制TFEB 激活，自噬受损后，巨噬细胞中的TFEB 激活，心肌梗死后心室功能障碍减轻[29]。而另1 项研究则表明在I/R 小鼠模型心肌再灌注晚期，TFEB 被激活并转运到细胞核中，上调参与自噬和溶酶体功能的基因，心肌损伤加重[30]。这可能与自噬在心肌再灌注过程中以时间依赖性方式上调有关，即自噬在再灌注早期受抑制，晚期却被激活。TFEB 在转录水平上修饰调控缺氧复氧（H/R）相关基因，H9c2 细胞和新生小鼠心肌细胞暴露于H/R 环境中，TFEB mRNA m6A 甲基化水平增加，RNA 甲基转移酶METTL3 与TFEB 的3'非编码区末端结合，2 个m6A 残基甲基化，逆转TFEB 的转录活性，在缺血性心脏病中发挥保护作用[9]。因此，治疗心肌缺血时，可选择在再灌注期给予TFEB 化学抑制剂。

3 小结

TFEB 介导的ALP 在动脉粥样硬化、心力衰竭、腹主动脉瘤、糖尿病心肌病及缺血再灌注损伤中起着重要保护作用，可作为CVD 的有效治疗靶点，机制为促进TFEB 的表达或合成，细胞内TFEB 水平增加；直接或间接调节TFEB 的修饰方式和核转位。