轉錄因子EB在免疫系統中的研究進展

羅加歡，劉瀏，王惠瑩，張若鵬

(1.大理大學臨床醫學院，云南 大理 671000； 2.大理大學第一附屬醫院生殖醫學科，云南 大理 671000；3.大理大學生殖醫學研究所，云南 大理 671000)

人體的免疫系統是一個非常復雜的網絡系統，分為先天免疫與獲得性免疫，由免疫細胞、免疫器官以及免疫因子組成，通過識別“自己”，排除“非己”發揮防御、自穩及免疫監視等生理作用，最終達到保護機體免受病原微生物侵襲的目的。人體免疫系統受損將導致一系列疾病的發生。免疫系統的調控因素及調控機制相當復雜，目前尚未完全闡明。自噬是真核生物細胞內以消除異常蛋白、降解損傷細胞器以及清除外來微生物等為目的的一種依賴溶酶體的降解途徑。自噬參與免疫系統的抗原識別、清除、呈遞及淋巴細胞發育等多個方面[1]。轉錄因子EB(transcription factor EB，TFEB)作為一種自噬和溶酶體生物合成的主要轉錄調節因子，在免疫細胞中可以直接調控趨化因子、炎癥因子等免疫相關基因的轉錄，調節免疫細胞分化；還可通過調節溶酶體系統參與免疫應答過程[2-3]?，F就TFEB在免疫系統中的作用機制、功能及其在相關疾病中的表達水平等予以綜述。

1 TFEB

TFEB是堿性螺旋-環-螺旋-亮氨酸拉鏈類轉錄因子中小眼畸形家族(microphthalmia family，MIT家族)的一類DNA結合蛋白[4]，與具有相似結構(螺旋-環-螺旋和亮氨酸拉鏈結構域)的轉錄因子E3(transcription factor E3，TFE3)、轉錄因子EC(transcription factor EC，TFEC)、小眼畸形相關轉錄因子共同組成MIT家族。MIT家族成員在DNA結合和靶基因轉錄激活過程中不可或缺。作為MIT家族的重要一員，TFEB蛋白被Carr和Sharp[5]用含有主要轉錄因子結合位點的探針在噬菌體中被首次提取出來。TFEB由TFEB基因編碼，是由476個氨基酸殘基組成的包含螺旋-環-螺旋亮氨酸拉鏈、酸性轉錄激活域、富含谷氨酸域、富含絲氨酸域等結構域[6]，能以二聚體形式與DNA結合，識別回文CACGTG E-Box序列，也能結合不對稱TCATGTG M-Box序列[7-8]，在結構上由TFEB的亮氨酸拉鏈結構域內保守三殘基移位引起特殊的亮氨酸拉鏈扭結而成。TFEB廣泛表達于各類細胞，參與多種生理及病理過程。

2 TFEB與自噬

自噬是一種細胞降解途徑，參與正常和異常細胞的各種過程。近年來發現多個轉錄因子參與調節細胞的自噬過程，其中TFEB是溶酶體功能和自噬的關鍵調節因子，尤其在調節協同溶酶體表達和調控(coordinated lysosomal expression and regulation，CLEAR)網絡中發揮關鍵作用。TFEB主要通過促進自噬體形成和自噬溶酶體融合調節自噬[9]。靜息狀態下，受氨基酸和V-ATP酶調控的Rag GTP酶將哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1(mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1)募集到溶酶體表面[10]，mTORC1磷酸化溶酶體表面的絲氨酸(serine，Ser)211和Ser142，該位點的磷酸化介導TFEB與14-3-3蛋白結合并抑制Torin-1，進而將TFEB滯留在胞質中，抑制其核易位[11-12]，細胞自噬水平隨之降低。不僅Ser211，Ser142在TFEB的活化中也發揮著作用，Ser469、Ser467、Ser466、Ser463和Ser462也可抑制TFEB核易位[2]，但具體機制尚不清楚。應激條件下(低胰島素/胰島素樣生長因子信號、饑餓、不孕、熱、紫外線或氧化應激)mTORC1從溶酶體表面解離并被抑制，Ser211去磷酸化，TFEB與14-3-3蛋白解離，TFEB核易位[13]；此外，溶酶體內的黏蛋白-1釋放鈣離子，激活鈣調神經磷酸酶，促進Ser211去磷酸化，使TFEB核易位[13]。Nabar和Kehrl[2]發現，糖原合成酶激酶3β能使Ser134和Ser138磷酸化，抑制Ser211磷酸化，介導TFEB核定位。胞外信號調節激酶2通過促進TFEB磷酸化而抑制核轉位，其磷酸化過程與mTORC1相似，主要作用于Ser211和Ser122位點[8，11]；相關研究表明，外源性TFEB遷移入核可直接結合其啟動子元件，進一步誘導內源性TFEB的自我表達，提高細胞自噬水平[14]。此外，TFEB識別CLEAR網絡重復的E-box序列后，下游溶酶體相關基因的表達增強，細胞自噬能力也隨之增強，從而提高細胞的清除作用[2，9-10]。綜上所述，TFEB的去磷酸化促進TFEB活化及核轉位，而TFEB的磷酸化則抑制TFEB活化及核轉位，細胞自噬水平也隨著TFEB表達的增強而提高，而TFEB低表達的細胞自噬水平降低。

3 自噬與免疫系統

自噬是一種應激反應，是連接先天免疫與獲得性免疫的橋梁。在先天免疫中，自噬有助于外源微生物特定病原體相關分子模式與固有免疫細胞表面模式識別受體的結合，刺激下游一系列先天免疫應答[15]。在獲得性免疫中，自噬將抗原裝載到主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)Ⅰ類分子的表面并通過抗原呈遞細胞(antigen presenting cell，APCs)呈遞給CD8+T細胞，MHCⅠ類分子還可通過MHCⅡ類途徑即交叉呈遞胞內抗原，從而誘導CD4+T細胞的免疫應答[16]；同樣地，CD8+T細胞也可通過交叉呈遞途徑對外源性抗原做出免疫反應[16]。自噬是一種特殊形式的抗原呈遞，對特定抗原進行呈遞時，增加了呈遞抗原MHC分子的復雜性[17]。自噬也可以調節T細胞內穩態、活化、分化以及代謝等，是調控T細胞功能的主要途徑[18]。漿細胞利用自噬生成代謝底物，并限制免疫球蛋白的產生，從而維持細胞活力，也可通過自噬調節線粒體的質量和數量，以維持記憶B細胞的長期存活[19]?？傊?，自噬在先天免疫和獲得性免疫的不同階段發揮著不可代替的作用。

4 TFEB與免疫系統

4.1與先天免疫

4.1.1巨噬細胞 巨噬細胞在先天免疫中發揮著重要作用，巨噬細胞的吞噬作用將病原體內化并捕獲至吞噬體，吞噬體與溶酶體融合形成成熟的吞噬體，成熟吞噬體中的酸性水解酶可殺傷病原體。巨噬細胞中脂多糖誘導的G蛋白信號轉導激活因子3(activator of G-protein signaling 3，AGS3)會影響溶酶體的生物發生和活性[20]。Pastore等[3]研究發現，巨噬細胞激活期間，TFEB水平隨脂多糖活化時間的延長而逐漸降低，隨后又可逐漸恢復。以上研究表明，巨噬細胞活化過程中存在TFEB水平的調節。進一步研究發現，AGS3高水平表達通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白途徑觸發TFEB的核轉位；相反，缺乏AGS3的巨噬細胞即使在脂多糖刺激下也不能抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白途徑并將TFEB滯留在細胞質中，導致TFEB的活性顯著降低，嚴重影響巨噬細胞溶酶體的功能[20]。綜上，AGS3的表達直接影響TFEB蛋白的活性，最終影響巨噬細胞功能。Gray等[21]的研究發現，TFEB的核易位取決于黏蛋白-1釋放的Ca2+激活鈣調神經磷酸酶，TFEB缺失細胞的吞噬未發生顯著變化，但殺菌能力明顯減弱，故TFEB與吞噬細胞的殺菌能力存在一定聯系，但具體作用機制尚不清楚。此外，在TFEB和TFE3雙敲除巨噬細胞中集落刺激因子2、白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-2、IL-6、IL-27、腫瘤壞死因子-α、集落刺激因子1、趨化因子配體2及趨化因子配體L5等細胞因子的產生及分泌大幅減少[3，22]，說明TFEB協同TFE3影響巨噬細胞中細胞因子的產生和分泌，調節體內先天免疫反應。

4.1.2樹突狀細胞(dendritic cells，DC) DC一類重要的專職APC，由Steinman和Cohn[23]在小鼠脾臟中獲得，通過攝取、加工、呈遞抗原啟動免疫應答而發揮作用。TFEB是外源性抗原呈遞的一個關鍵調節因子[24]，而外源性抗原的呈遞依賴于DC。DC主要通過表面的MHCⅡ類分子將外源性抗原呈遞給CD4+T細胞以啟動免疫反應[7]。TFEB的上調導致成熟過程中的DC蛋白水解酶活性增強，交叉呈遞減少，MHCⅡ類呈遞增加，進而增強外源性抗原的呈遞；而MHCⅠ類呈遞增加將抑制外源性抗原呈遞[2，24]。故TFEB充當著DC抗原呈遞途徑的分子開關。除上述抗原呈遞途徑外，胞內抗原以自噬依賴性方式加載到MHCⅡ類分子上發揮作用，可間接促進CD4+T細胞活化[25]。對于胞內抗原，DC將其內吞后傳遞給溶酶體，一方面驅動溶酶體的向心遷移；另一方面通過還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2催化活性氧類生成，激活溶酶體Ca2+通道黏蛋白-2，導致Ca2+釋放，激活TFEB的轉錄活性，直接上調DC表面CD80和CD86的表達，兩者均對MHCⅠ類抗原肽的形成有促進作用，間接促進CD8+T細胞活化[26]。對于抗原的清除，TFEB主要通過誘導編碼溶酶體組織蛋白酶D、L、S信使RNA表達及溶酶體酸化，促進抗原降解[24]。以上研究表明，TFEB在DC中通過多途徑、多靶點調節DC的功能。

4.2與獲得性免疫 在T細胞中，除上述間接途徑促進CD4+T和CD8+T細胞活化外，TFEB還協同TFE3結合到編碼CD40L(CD40LG)基因啟動子的多個同源位點上直接活化CD4+T細胞，且被抗原激活的T細胞受體將促進TFEB表達[2，27]，正向促進CD4+T細胞活化。CD4+T細胞受免疫原性刺激后瞬時表達CD40L，故TFEB協同TFE3影響CD4+T細胞瞬時表達CD40L的數量。此外，CD40LG基因是迄今為止唯一被證實的需要TFE3或TFEB調控的基因[2]。因此，了解TFEB和TFE3活化的條件和途徑對于理解CD40L依賴性免疫具有重要意義。在B細胞中，B細胞表面分子CD40與CD4+T細胞表面分子CD40L結合將介導B細胞的活化[28]，故TFEB能間接影響B細胞的活化。Huan等[27]在MIT缺失轉基因小鼠中發現，CD4+T細胞生發中心形成受損、漿細胞水平降低、免疫球蛋白G滴度降低。生發中心形成受損表明輔助T細胞依賴性B細胞反應缺如，意味著T細胞依賴性體液免疫應答受損；免疫球蛋白G滴度降低可導致免疫球蛋白M相對增高的高IgM綜合征。綜上，TFEB主要通過影響T細胞活性間接對B細胞發揮作用。

5 TFEB與免疫系統相關性疾病

5.1巨噬細胞相關性疾病

5.1.1腫瘤 巨噬細胞是腫瘤微環境中的主要免疫細胞，分為經典活化的M1型巨噬細胞和選擇性活化的M2型巨噬細胞，當局部微環境變化時，M1型和M2型可相互轉化[29-30]。巨噬細胞具有雙重作用，M2型巨噬細胞為主導時可促進腫瘤細胞生長、轉移及免疫逃逸；M1型巨噬細胞為主導時可通過釋放氧化氮和γ干擾素殺死腫瘤細胞[31]。因此，將M2型巨噬細胞轉為M1型巨噬細胞可在一定程度上起到治療癌癥的作用。研究發現，腫瘤細胞中TFEB的表達降低，無活性的TFEB蛋白數量增加，并且腫瘤細胞分泌的轉化生長因子-β抑制TFEB活化和巨噬細胞表達[32]。TFEB的下調通過減少細胞因子信號轉導抑制因子3的產生、增加信號轉導子及轉錄激活子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)的激活，導致巨噬細胞M2極化[32]。上調TFEB可通過提高先天免疫功能而達到抗腫瘤的目的[33]。Chen等[31]的研究發現，氯喹可促進M2型巨噬細胞溶酶體釋放Ca2+，進而激活TFEB，TFEB與葡萄糖轉運蛋白1、葡萄糖轉運蛋白4、肌型磷酸果糖激酶以及肝紅細胞丙酮酸激酶等基因的啟動子結合調控相關基因的表達，TFEB還可通過上調CLEAR基因網絡的表達，重新編程M2型巨噬細胞的代謝模式，即從M2型巨噬細胞的氧化磷酸化到M1型巨噬細胞的糖酵解發揮抗腫瘤作用[34]。目前關于TFEB在腫瘤巨噬細胞中的作用機制尚不完全清楚，尚需更多研究予以驗證。

5.1.2動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化是急性冠狀動脈綜合征、缺血性心力衰竭、腦梗死等心腦血管疾病的病理基礎，而巨噬細胞自噬-溶酶體系統功能的進行性下降是導致動脈粥樣硬化形成的重要一環，通過過表達TFEB可誘導自噬和自噬-溶酶體生物發生，逆轉動脈粥樣硬化過程中的自噬功能障礙[35]。研究發現，TFEB主要通過TFEB-自噬-p62通路增加富含p62蛋白的聚集體的清除，減少巨噬細胞凋亡、降低促炎癥細胞因子IL-1β的水平，從而減輕動脈粥樣硬化[35-36]。巨噬細胞中TFEB的激活不僅可通過溶酶體酸性脂肪酶途徑[36]，還可通過抑制STAT3信號通路抑制全身炎癥反應[37]，增加斑塊穩定性，改善動脈粥樣硬化，最終達到改善心血管疾病的目的。

5.1.3結核病 結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis，MTB)是結核病的病原體，是全球細菌性死亡的主要元兇之一。MTB通過逃逸避免被溶酶體捕獲，從而對抗巨噬細胞的殺菌機制[38]。有研究認為，MTB通過核因子κB途徑上調巨噬細胞中miR-33和miR-33*的表達，抑制AMP活化蛋白激酶依賴的自噬激活和TFEB轉錄，減少MTB感染巨噬細胞中的脂肪酸氧化，促進脂質體形成，進而參與MTB感染[38]。Kim等[39]研究發現，巨噬細胞以過氧化物酶體增殖物激活受體α依賴性方式誘導TFEB增強MTB感染過程中吞噬體的成熟和脂質分解代謝，介導對MTB感染的抗菌反應。Chandra等[40]的研究發現，核受體亞家族1，D組，成員1通過調節TFEB的表達調節自噬，并消除細胞內MTB。Zhang等[41]的研究認為，巨噬細胞通過活性氧類激活TFEB誘導的自噬和溶酶體生物發生。有研究發現，巨噬細胞可通過血紅素加氧酶1依賴性方式激活TFEB，并通過sirtuin 3調節自噬功能以增強抗MTB的能力[42-43]。綜上所述，基因、核受體、酶、轉錄因子及自噬均參與MTB的感染過程，故可從這些角度進一步尋找并驗證結核病發生的具體機制，并尋找新的治療方式。

5.2B細胞相關性疾病 TFEB最初是從B細胞衍生的cDNA文庫中發現的，其可能在正常B細胞的生理過程中不發揮作用。Gayle等[44-45]發現，B細胞非霍奇金淋巴瘤(B-cell non-Hodgkin lymphoma，B-NHL)細胞大量表達TFEB，其原因尚不清楚，但TFEB表達水平直接影響B-NHL的治療效果。采用阿匹莫德治療B-NHL的研究發現，阿匹莫德主要通過影響內體/溶酶體相關基因如骨化蛋白相關跨膜蛋白1、氯離子通道7誘導B-NHL細胞空泡化、TFEB核易位以及靶基因轉錄，進一步加重溶酶體功能損害，兩者共同作用導致B-NHL細胞死亡，且氯離子通道7是TFEB的靶基因[44]。由此推測，TFEB可能驅動B-NHL的細胞死亡，其過表達對B-NHL 的治療及預后有一定的指導意義，TFEB低表達的B-NHL是否可通過促進TFEB表達增強治療的敏感性尚有待進一步研究與證實。

6 小 結

免疫系統是機體防御病原體侵入的天然屏障，而免疫系統功能低下、缺如或亢進均會導致一系列免疫系統相關疾病的發生，進而影響全身多個系統的功能，對機體造成嚴重損害。TFEB作為自噬和溶酶體生物發生的主要轉錄調節因子，通過作用于先天免疫和獲得性免疫的多個環節，維持免疫系統的平衡，TFEB的過表達或低表達均會導致免疫功能紊亂，進而引發一系列疾病。目前關于TFEB在免疫應答調節中的研究較少，其在免疫系統中的機制是一種特殊類型的自噬，具體機制尚不清楚，故需更多高質量、多中心研究的進一步探索、證實與補充。