轉(zhuǎn)錄因子EB介導(dǎo)的自噬溶酶體途徑在心血管疾病中的作用

柴亞如 戴紅艷 管軍

轉(zhuǎn)錄因子EB（TFEB）是調(diào)控自噬和溶酶體生物合成的關(guān)鍵因子，可識(shí)別協(xié)同溶酶體表達(dá)和調(diào)控元件的E-box 和M-box 序列，促進(jìn)溶酶體和自噬相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)以及溶酶體生物合成，增強(qiáng)溶酶體功能，促進(jìn)自噬體和溶酶體的融合[1]。TFEB 及其依賴的自噬溶酶體途徑（ALP）與心血管疾?。–VD）的發(fā)病機(jī)制和治療有關(guān)，可作為CVD 治療的靶點(diǎn)。

1 TFEB與自噬溶酶體途徑

TFEB 由476 個(gè)氨基酸殘基組成，是亮氨酸拉鏈小眼畸形轉(zhuǎn)錄因子的成員，包括2 個(gè)非編碼外顯子和8 個(gè)編碼外顯子[2]。TFEB 包括組成包括：堿性螺旋-環(huán)-亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)、酸性轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域、富含谷氨酸的結(jié)構(gòu)域、富含絲氨酸的結(jié)構(gòu)域和其他結(jié)構(gòu)域[3-4]。ALP 調(diào)控TFEB 的機(jī)制主要有：（1）磷酸化與去磷酸化修飾。營(yíng)養(yǎng)豐富時(shí)，TFEB被磷酸化并保留在細(xì)胞質(zhì)中。而在饑餓或溶酶體功能障礙時(shí)，TFEB 去磷酸化，并從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，促進(jìn)自噬靶基因的表達(dá)，包括貨物識(shí)別、自噬小體形成、囊泡融合和底物降解[5]。（2）泛素化與去泛素化修飾。TFEB 泛素化后轉(zhuǎn)錄活性降低，通過泛素蛋白酶體途徑，磷酸化的TFEB 去泛素化，TFEB 激活，ALP 活性增強(qiáng)[6]。（3）乙?；c去乙?；揎?。TFEB 乙酰化后，二聚體破壞，轉(zhuǎn)錄活性降低，自噬和溶酶體介導(dǎo)的脂質(zhì)水解減少[7]，而TFEB 去乙?；瘎t會(huì)啟動(dòng)下游基因表達(dá)，促進(jìn)ALP 發(fā)生[8]。（4）甲基化與去甲基化修飾。甲基轉(zhuǎn)移酶樣3（METTL3）介導(dǎo)的N6-甲基腺苷（m6A）修飾TEEB 的腺苷mRNA 后，TFEB 進(jìn)行RNA 甲基化，m6A mRNA 修飾后，TFEB 表達(dá)降低，并損傷TFEB 依賴的自噬過程[9]。TFEB 介導(dǎo)的ALP在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮保護(hù)作用。

2 TFEB與心血管疾病

2.1 TFEB與動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化（AS）是在動(dòng)脈壁形成脂質(zhì)斑塊，內(nèi)膜中的異常脂質(zhì)積聚和炎癥反應(yīng)繼續(xù)發(fā)展，下游組織出現(xiàn)缺血性損傷或斑塊破裂，產(chǎn)生嚴(yán)重并發(fā)癥[10]。適當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)自噬可成為AS 治療的新靶點(diǎn)。TFEB 介導(dǎo)的ALP 能夠增強(qiáng)溶酶體功能，促進(jìn)巨噬細(xì)胞膽固醇外流，其機(jī)制主要與巨噬細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）有關(guān)：（1）TFEB 可激活巨噬細(xì)胞自噬和抗炎反應(yīng)，抑制AS。在AS 的發(fā)展過程中，巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞外或溶酶體內(nèi)氧化低密度脂蛋白轉(zhuǎn)化的過量膽固醇，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞溶酶體功能障礙，血管壁局部產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，促進(jìn)泡沫細(xì)胞和AS 斑塊的形成。在載脂蛋白E 敲除小鼠AS 模型中，細(xì)胞內(nèi)過多的膽固醇積聚可引起巨噬細(xì)胞的正常溶酶體功能損傷，而巨噬細(xì)胞特異性TFEB 增加，可促進(jìn)AS 斑塊中的自噬和溶酶體生物合成，并以人自噬相關(guān)蛋白5（Atg5）和自噬蛋白p62 依賴的方式縮小AS 斑塊[11]。TFEB 還可促進(jìn)溶酶體脂肪的分解代謝和氧化途徑，抑制其生物合成。經(jīng)過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活因子-1α（PGC-1α）-三磷酸腺苷（ATP）結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1-過氧化物酶體增殖物激活受體α（PPARα）信號(hào)通路，TFEB 將脂質(zhì)分解為膽固醇，細(xì)胞內(nèi)膽固醇外流，脂質(zhì)負(fù)荷降低；同時(shí)促炎癥細(xì)胞因子白介素-1β 分泌減少，抑制炎癥小體過度激活，改善AS 進(jìn)展[12]。（2）TFEB 促進(jìn)VSMC 自噬溶酶體途徑。抑制TFEB介導(dǎo)的自噬可促進(jìn)VSMC 參與AS 的形成；TFEB上調(diào)，ALP 激活，可阻斷AS 斑塊形成[13]。硬脂酰輔酶A 脫飽和酶-1（SCD1）是錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的完整蛋白，SCD1 增加可抑制VSMC 分化，增加TFEB 核轉(zhuǎn)位，促進(jìn)TFEB 介導(dǎo)的泡沫細(xì)胞形成。SCD1-TFEB 的調(diào)節(jié)機(jī)制可能為AS 提供新的治療方法[14]。因此，TFEB 激活A(yù)LP 及促進(jìn)核轉(zhuǎn)位，減輕脂質(zhì)蓄積和炎癥反應(yīng)，發(fā)揮抗AS 作用，TFEB可作為抗AS 的有效治療靶點(diǎn)。

2.2 TFEB與心力衰竭

心力衰竭（HF）是心臟結(jié)構(gòu)或功能異常導(dǎo)致的臨床綜合征，表現(xiàn)為心輸出量減少和心臟內(nèi)壓力升高[15]。氧化應(yīng)激是心功能不全進(jìn)展的重要決定因素，線粒體單胺氧化酶-A（MAO-A）促進(jìn)活性氧產(chǎn)生，抑制TFEB 核轉(zhuǎn)位，并阻斷心肌細(xì)胞自噬，導(dǎo)致心肌細(xì)胞壞死和HF[16]。MAO-A轉(zhuǎn)基因小鼠中，腺病毒介導(dǎo)的TFEB過表達(dá)可減弱小鼠自噬障礙、心肌細(xì)胞死亡和HF[17]。而在苯腎上腺素（PE）和主動(dòng)脈縮窄（TAC）誘導(dǎo)的擴(kuò)張型心肌病小鼠肥大心肌細(xì)胞和衰竭心臟中，TFEB 顯著降低，自噬小體顯著增加。抑制TFEB 引起的ALP 不全，可出現(xiàn)自噬小體標(biāo)志物增加，人微管相關(guān)蛋白輕鏈3Ⅱ表達(dá)減少，肥大心肌細(xì)胞標(biāo)志物心房利鈉肽和β-肌球蛋白重鏈7 表達(dá)增加，細(xì)胞體積增大。而TFEB過表達(dá)可改善自噬，使PE 刺激的肥大心肌細(xì)胞減少，TAC 誘導(dǎo)的肥厚重構(gòu)、纖維化和心功能不全減輕，其機(jī)制可能與TFEB 促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子GATA 結(jié)合蛋白4 自噬降解，抑制心肌細(xì)胞肥大有關(guān)[18]。因此，TFEB 在HF 的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，TFEB 下調(diào)可引起ALP 不足和阻斷自噬降解，TFEB 的激活可成為治療HF 的潛在手段。

2.3 TFEB與腹主動(dòng)脈瘤

腹主動(dòng)脈瘤（AAA）是以腹主動(dòng)脈永久性擴(kuò)張為特征的高度致命性心血管疾病，主動(dòng)脈破裂后死亡率約為80%，其發(fā)病機(jī)制為慢性主動(dòng)脈壁炎癥反應(yīng)、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白分解和VSMC 功能障礙[19-20]。TFEB 在AAA 患者體內(nèi)顯著降低[21]。Lu 等[21]證實(shí)VSMC-TFEB基因敲除小鼠中，2-羥丙基-β-環(huán)糊精（HPβCD）以VSMC-TFEB 依賴的方式抑制AAA 形成。其機(jī)制為：（1）TFEB 直接上調(diào)B 細(xì)胞淋巴瘤2（Bcl-2）基因，抑制VSMC 凋亡；TFEB 缺乏時(shí)，VSMC 凋亡增加，促進(jìn)AAA 形成。（2）TFEB過表達(dá)抑制血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞NOD 樣受體蛋白3（NLRP3）炎癥反應(yīng)體激活，阻止AAA 形成[22]。因此，TFEB 抑制VSMC 凋亡，減少炎癥反應(yīng)體形成，阻礙AAA 形成，可作為預(yù)防和治療AAA 的有效靶點(diǎn)。

2.4 TFEB與糖尿病心肌病

糖尿病心肌病是發(fā)生于糖尿病患者，不能用高血壓性心臟病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、心臟瓣膜病及其他心臟病變來解釋的心肌特異性微血管并發(fā)癥[23]。在糖尿病患者心臟中，糖脂毒性損傷蛋白酶體介導(dǎo)的蛋白降解，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，損傷心肌細(xì)胞[24]。TFEB 可以調(diào)節(jié)2 型糖尿病的低甲基化基因[25]，但TFEB 耗盡后，糖脂毒性反向調(diào)節(jié)溶酶體蛋白降解途徑或自噬。Trivedi 等[3]發(fā)現(xiàn)在葡萄糖和棕櫚酸酯聯(lián)合作用下，大鼠心肌細(xì)胞核內(nèi)TFEB 含量減少，溶酶體功能失調(diào)，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞死亡。這表明對(duì)于肥胖和糖尿病患者，TFEB 誘導(dǎo)的ALP 對(duì)心肌細(xì)胞穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，選擇性靶向心肌細(xì)胞中的TFEB 可以預(yù)防或改善糖尿病心肌病。

2.5 TFEB與心肌缺血再灌注、缺氧復(fù)氧損傷

心肌缺血再灌注（I/R）損傷指冠狀動(dòng)脈部分或完全阻塞后，在一定時(shí)間內(nèi)再通，恢復(fù)血供，但缺血心肌損傷加重[26]。自噬的損傷與心肌I/R 期間心肌細(xì)胞死亡有關(guān)，減少I/R 期間自噬小體的累積，改善自噬，有心臟保護(hù)作用[27-28]。I/R 早期TFEB介導(dǎo)的自噬可能是有益的，而I/R 晚期TFEB 的上調(diào)卻是有害的。I/R 早期心肌Beclin-1 蛋白升高，并抑制TFEB 激活，自噬受損后，巨噬細(xì)胞中的TFEB 激活，心肌梗死后心室功能障礙減輕[29]。而另1 項(xiàng)研究則表明在I/R 小鼠模型心肌再灌注晚期，TFEB 被激活并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核中，上調(diào)參與自噬和溶酶體功能的基因，心肌損傷加重[30]。這可能與自噬在心肌再灌注過程中以時(shí)間依賴性方式上調(diào)有關(guān)，即自噬在再灌注早期受抑制，晚期卻被激活。TFEB 在轉(zhuǎn)錄水平上修飾調(diào)控缺氧復(fù)氧（H/R）相關(guān)基因，H9c2 細(xì)胞和新生小鼠心肌細(xì)胞暴露于H/R 環(huán)境中，TFEB mRNA m6A 甲基化水平增加，RNA 甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3 與TFEB 的3'非編碼區(qū)末端結(jié)合，2 個(gè)m6A 殘基甲基化，逆轉(zhuǎn)TFEB 的轉(zhuǎn)錄活性，在缺血性心臟病中發(fā)揮保護(hù)作用[9]。因此，治療心肌缺血時(shí)，可選擇在再灌注期給予TFEB 化學(xué)抑制劑。

3 小結(jié)

TFEB 介導(dǎo)的ALP 在動(dòng)脈粥樣硬化、心力衰竭、腹主動(dòng)脈瘤、糖尿病心肌病及缺血再灌注損傷中起著重要保護(hù)作用，可作為CVD 的有效治療靶點(diǎn)，機(jī)制為促進(jìn)TFEB 的表達(dá)或合成，細(xì)胞內(nèi)TFEB 水平增加；直接或間接調(diào)節(jié)TFEB 的修飾方式和核轉(zhuǎn)位。