周程，潘光玉，廖洪濤，譚寧

(1.桂林醫(yī)學(xué)院 a.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室，b.研究生學(xué)院，c.生物技術(shù)學(xué)院，d.科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣西 桂林 541000；2.廣西全生命周期健康保健研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541000)

溶酶體是自噬、內(nèi)吞作用降解的場(chǎng)所，被認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)的“清道夫”。19世紀(jì)中期，de Duve在研究胰島素的作用機(jī)制時(shí)，在細(xì)胞內(nèi)偶然發(fā)現(xiàn)包含溶解活性的囊樣結(jié)構(gòu)，隨后被命名為溶酶體[1]。由于溶酶體液泡ATP酶(vacuolar ATPases，V-ATPases)維持溶酶體的酸性環(huán)境[2]，再加上管腔內(nèi)大量的水解酶，形成了一個(gè)適合分解主要大分子的細(xì)胞器，包括糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)[3]。這些大分子一旦降解，產(chǎn)生的非酯化脂肪酸、單糖和氨基酸就會(huì)通過(guò)特定的通透酶運(yùn)輸至細(xì)胞質(zhì)，然后被細(xì)胞合成代謝過(guò)程重新利用[4]。此外，除溶酶體進(jìn)行的基礎(chǔ)水平降解過(guò)程外，在饑餓和應(yīng)激過(guò)程中，細(xì)胞自噬的自我分解代謝途徑也與溶酶體的分解代謝功能密切相關(guān)。

隨著研究的進(jìn)展，新的研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬的主要調(diào)節(jié)因子哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1(mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1)定位于溶酶體表面[3]。這提示溶酶體不再只是一個(gè)執(zhí)行簡(jiǎn)單降解功能的細(xì)胞器，也可以作為代謝信號(hào)傳遞的平臺(tái)，可以檢測(cè)并傳遞細(xì)胞信號(hào)，執(zhí)行下游應(yīng)答并產(chǎn)生新的應(yīng)答傳遞，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的集成信號(hào)平臺(tái)。現(xiàn)就溶酶體的基本情況、參與的自噬生物過(guò)程、溶酶體與自噬信號(hào)AMP活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)和mTORC1的調(diào)控關(guān)系以及以溶酶體為靶向的抗腫瘤治療進(jìn)展予以綜述，以豐富溶酶體信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，為腫瘤治療提供新思路。

1 溶酶體概述

1.1溶酶體的生物發(fā)生 溶酶體是存在于真核細(xì)胞中的單層囊泡狀細(xì)胞器，根據(jù)細(xì)胞類型溶酶體從不同的降解活性、腔內(nèi)pH值、降解底物通道、形態(tài)等方面形成異質(zhì)種群。溶酶體主要起源于細(xì)胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸系統(tǒng)，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)吞作用形成內(nèi)吞小泡，攝入細(xì)胞外大分子物質(zhì)并運(yùn)輸至早期內(nèi)吞體，再通過(guò)晚期內(nèi)吞體進(jìn)一步形成溶酶體。

在細(xì)胞內(nèi)吞過(guò)程中，細(xì)胞外和細(xì)胞質(zhì)膜的分子被內(nèi)化(如網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用)，在該過(guò)程中，富集在質(zhì)膜亞結(jié)構(gòu)域內(nèi)的內(nèi)吞底物通過(guò)內(nèi)陷最終與質(zhì)膜分離，釋放出一個(gè)內(nèi)吞小泡。內(nèi)吞小泡含有特定的Rab GTP酶和可溶性N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感因子附著蛋白受體復(fù)合體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors complex，SNARE)介導(dǎo)其與早期內(nèi)吞體融合。早期內(nèi)吞體是一種小泡狀結(jié)構(gòu)的聚集體，其作用是對(duì)細(xì)胞內(nèi)待降解的底物進(jìn)行分類，回收到細(xì)胞質(zhì)膜，或?qū)?nèi)吞小泡回收至高爾基體，或輸送至晚期內(nèi)吞體，最終在溶酶體中降解[5]。Rab5可識(shí)別典型的早期內(nèi)吞體，有助于內(nèi)吞小泡和其他早期內(nèi)吞體的系鏈和融合，使早期內(nèi)吞體成熟為多泡體，然后變成晚期內(nèi)吞體。其中，Rab5逐漸被同一內(nèi)吞體上的Rab7a替換，這種替換不僅有助于促進(jìn)早期內(nèi)吞體成熟，還可誘導(dǎo)新的功能完整的Rab5陽(yáng)性早期內(nèi)吞體形成[6]。當(dāng)Rab7被激活后，Rab7通過(guò)與Rab7相互作用的溶酶體蛋白和微管依賴性動(dòng)力蛋白結(jié)合，并通過(guò)與卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域蛋白1和運(yùn)動(dòng)蛋白結(jié)合，從而調(diào)節(jié)晚期內(nèi)吞體的定位。晚期內(nèi)吞體接收來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基網(wǎng)新合成的溶酶體膜蛋白和水解酶，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿苊阁w[5]。

1.2溶酶體的生物功能 溶酶體富含多種水解酶，位于膜上的V-ATPases維持內(nèi)腔pH值<5，因此被稱為細(xì)胞的水解中心[2]。溶酶體可以儲(chǔ)存額外的離子和代謝物，包括Ca2+、磷酸鹽、ATP和Zn2+[7]，作為細(xì)胞消化的主要場(chǎng)所，溶酶體還可通過(guò)回收和提供大量有價(jià)值的組分(如氨基酸、糖類、脂類和核酸酶)來(lái)支持細(xì)胞的功能。此外，作為細(xì)胞自噬的最終降解場(chǎng)所，溶酶體能夠感知細(xì)胞內(nèi)狀態(tài)，包括營(yíng)養(yǎng)、能量水平以及有害因素，這與mTORC1[8]密切相關(guān)。mTORC1通過(guò)抑制自噬起始復(fù)合物和轉(zhuǎn)錄因子EB的核移位而被激活，從而啟動(dòng)促生長(zhǎng)過(guò)程和抑制自噬，并控制溶酶體和自噬基因的轉(zhuǎn)錄水平[9]。在饑餓信號(hào)的刺激下，mTORC1與溶酶體分離，AMPK被激活，從而誘導(dǎo)自噬[8]。

除細(xì)胞代謝功能外，溶酶體在免疫反應(yīng)[10]和膜修復(fù)[11]過(guò)程中也發(fā)揮重要作用。在免疫過(guò)程中，溶酶體能夠檢測(cè)到早期感染，并有助于促進(jìn)免疫反應(yīng)以抵御新出現(xiàn)病原體的攻擊。在膜修復(fù)中，溶酶體可以感應(yīng)到質(zhì)膜和內(nèi)部膜室的損傷，從而啟動(dòng)膜修復(fù)或清除機(jī)制。

2 溶酶體與自噬生物過(guò)程

2.1溶酶體與自噬底物的降解 細(xì)胞自噬是一種高度保守的分解代謝過(guò)程，細(xì)胞中許多成分的清除均依靠此途徑。根據(jù)底物進(jìn)入溶酶體途徑不同可將自噬分為3類：巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。微自噬是通過(guò)溶酶體膜內(nèi)陷的形成，將小的胞質(zhì)碎片攝取到溶酶體中；分子伴侶介導(dǎo)的自噬則對(duì)含有賴氨酸-苯丙氨酸-谷氨酸-精氨酸-谷氨酰胺樣基序的底物具有高度選擇性[12]；巨自噬的特征是形成雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體，然后與溶酶體融合形成自噬溶酶體，能降解和再循環(huán)被吞噬的物質(zhì)[13]。在細(xì)胞自噬最后的降解階段，自噬體內(nèi)膜降解后，溶酶體酶進(jìn)入自噬底物。60多種溶酶體水解酶[3]協(xié)同作用，消化核酸、脂質(zhì)、細(xì)菌等各種被隔離入自噬溶酶體的物質(zhì)[14]。研究表明，與自噬蛋白無(wú)明顯關(guān)聯(lián)的疾病中，自噬功能受損可導(dǎo)致溶酶體酸化作用削弱，用酸性納米微粒、藥物或哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白抑制劑處理溶酶體可以恢復(fù)自噬通量，表明酶功能正常的重要性[15]。

2.2溶酶體與自噬溶酶體形成 自噬的一個(gè)關(guān)鍵步驟是自噬體通過(guò)與溶酶體融合獲得降解酶。自噬體通過(guò)Rab GTP酶、錨定因子和SNARE，經(jīng)過(guò)內(nèi)溶酶體系統(tǒng)不同階段的多個(gè)融合過(guò)程，最終形成具有降解功能的自噬溶酶體[16]。其中，Rab7通過(guò)其效應(yīng)因子Pleckstrin同源結(jié)構(gòu)域包含蛋白家族成員1、卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域蛋白1、同型融合和蛋白質(zhì)分選復(fù)合體結(jié)合微管相關(guān)蛋白1輕鏈3，促進(jìn)溶酶體和自噬體的融合[17]。

自噬體與溶酶體融合是由突觸融合蛋白17(syntaxin 17,STX17)-突觸小體相關(guān)蛋白(synaptosomal-associated protein，SNAP)29-囊泡相關(guān)膜蛋白(vesicle-associated membrane protein,VAMP)7/VAMP8或STX7-SNAP29-YKT6(YKT6 v-SNARE homolog)之一直接介導(dǎo)[16，18]。在自噬體-溶酶體融合過(guò)程中，同型融合和蛋白質(zhì)分選復(fù)合體能夠直接或通過(guò)Pacer與溶酶體ADP核糖基化因子樣蛋白8B(ADP-ribosylation factor like protein 8B，Arl8b)和自噬體Qa-SNARE STX17相互作用[15，19]。STX17是哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)自噬體SNARE。STX17定位于自噬體，VAMP7或VAMP8定位于溶酶體或晚期內(nèi)吞體，通過(guò)招募胞質(zhì)中含有SNAP29的兩個(gè)SNARE結(jié)構(gòu)域，使SNARE蛋白組裝成反式SNARE復(fù)合物[20]。當(dāng)干擾小RNA治療或藥物抑制急性消耗STX17時(shí)可抑制自噬通量，而慢性缺乏STX17則無(wú)明顯作用[15]。在哺乳動(dòng)物中，YKT6定位于自噬體，并與SNAP29和Qa-SNARE STX7形成復(fù)合物，其作用可能與STX17-SNAP29-VAMP7/VAMP8復(fù)合物相同。

2.3溶酶體與自噬溶酶體循環(huán) 在長(zhǎng)期的自噬過(guò)程中，持續(xù)的自噬體-溶酶體融合導(dǎo)致大量溶酶體被消耗[21]。除了溶酶體的生物發(fā)生外，細(xì)胞還通過(guò)自噬溶酶體再生(autophagic lysosome reformation，ALR)補(bǔ)充其溶酶體儲(chǔ)存數(shù)量，這是一個(gè)在長(zhǎng)時(shí)間饑餓和溶酶體大量消耗的情況下從自噬溶酶體再生溶酶體的過(guò)程[22-23]。

ALR開(kāi)始于mTORC1的重新激活。在長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)自噬過(guò)程中，自噬溶酶體內(nèi)的物質(zhì)消化釋放出一系列必需的氨基酸和能量，這些氨基酸和能量重新激活mTORC1[24]。在ALR過(guò)程中，自噬溶酶體中管狀結(jié)構(gòu)延伸，形成原溶酶體，然后成熟為溶酶體，以實(shí)現(xiàn)自噬循環(huán)過(guò)程[21]。磷酸化紫外線抵抗相關(guān)基因激活Ⅲ類磷脂酰肌醇-3-激酶/液泡分選蛋白34在自噬溶酶體上生成磷脂酰肌醇-3-磷酸鹽，其水平可決定小管化率[22]。磷脂酰肌醇-3-磷酸鹽參與spastizin和spatacsin的募集，spastizin和spatacsin是兩種功能未知的蛋白質(zhì)，但據(jù)報(bào)道其是自噬溶酶體小管形成所必需[25]。管狀結(jié)構(gòu)的形成首先需要mTORC1通過(guò)磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶1型β在成熟的自噬溶酶體上催化合成磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸，后者與網(wǎng)格蛋白、銜接蛋白2形成有助于膜變形的復(fù)合物[26]。然后這一出芽結(jié)構(gòu)通過(guò)驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員5B的募集形成小管，驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員5B是一種結(jié)合磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸的運(yùn)動(dòng)蛋白[27]。隨后在磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶1型α的驅(qū)動(dòng)下，磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸在遠(yuǎn)端切斷小管，使網(wǎng)格蛋白-動(dòng)力蛋白復(fù)合物釋放原溶酶體[26]。腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)蛋白8樣蛋白2可以通過(guò)調(diào)節(jié)Ras相關(guān)的C3肉毒素底物1(Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1，RAC1)-mTORC1軸影響自噬溶酶體再生，并推測(cè)腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)蛋白8樣蛋白2在ALR過(guò)程中可能通過(guò)減少磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸在脂質(zhì)雙層上的分布而直接破壞自身溶酶體小管的形成[28]。

3 溶酶體與自噬信號(hào)調(diào)控

自噬在真核細(xì)胞中扮演重要角色，在高等真核生物中，自噬參與多種過(guò)程，如細(xì)胞死亡、炎癥和免疫代謝等[29-30]。自噬的調(diào)節(jié)機(jī)制復(fù)雜，各種信號(hào)級(jí)聯(lián)和調(diào)節(jié)機(jī)制調(diào)節(jié)自噬活性，但調(diào)控自噬的主要信號(hào)主要有AMPK和mTORC1。

3.1溶酶體與自噬能量調(diào)控信號(hào)AMPK AMPK是一種由α催化亞基、調(diào)節(jié)性β和γ亞基組成的異三聚體蛋白，是細(xì)胞能量主要細(xì)胞感受器，可監(jiān)測(cè)AMP/ATP的比值，在低能量水平下促進(jìn)分解過(guò)程[31]。一般情況下，ATP結(jié)合的AMPK將3個(gè)亞基維持在一個(gè)非活動(dòng)池中。但在饑餓、缺氧等應(yīng)激狀況下，細(xì)胞能量不足，導(dǎo)致AMP/ATP的比值升高，高水平的AMP與ATP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合AMPK γ調(diào)節(jié)亞基，從而釋放α催化亞基，使其作用于許多刺激分解代謝和抑制合成代謝過(guò)程的靶點(diǎn)[32]。而基于AMPK的途徑對(duì)缺氧和DNA損傷等應(yīng)激的能量和感應(yīng)發(fā)生在溶酶體表面。較低能量狀態(tài)下，軸抑制蛋白(axis inhibition protein，AXIN)在肝激酶基因B1(liver kinase B1，LKB1)、AMPK、Ragulator p18亞基和V-ATPases之間形成復(fù)合物，其中V-ATPases促進(jìn)AXIN-Ragulator相互作用，AMPK β亞基的肉豆蔻?；兄贏MPK定位于溶酶體膜[33-34]。這一過(guò)程最終使LKB1磷酸化AMPK α亞基的Thr172位點(diǎn)，釋放催化亞基，從而起到抑制合成代謝和促進(jìn)分解代謝的作用[35]。

近年研究發(fā)現(xiàn)，AMPK調(diào)節(jié)中心是由溶酶體的糖酵解副產(chǎn)物和酶調(diào)節(jié)，糖酵解產(chǎn)物1，6-二磷酸果糖(fructose-1,6-biphosphate，F(xiàn)BP)在低水平的情況下能夠促進(jìn)AMPK活化和隨后mTORC1的失活[33]。醛縮酶是一種丙酮酸激酶的激活劑，可能是FBP理想的傳感器，同時(shí)可作為一個(gè)監(jiān)測(cè)器，在細(xì)胞能量狀態(tài)下降前感知到可用于分解代謝的葡萄糖水平下降，并以一種獨(dú)立于AMP/ADP的方式激活A(yù)MPK[32]。當(dāng)醛縮酶與FBP結(jié)合時(shí)，醛縮酶定位于溶酶體，在溶酶體中與V-ATPases相互作用，破壞AXIN/LKB1與V-ATPases受體復(fù)合體的相互作用，從而促進(jìn)mTORC1活化，抑制自噬。但在低糖條件下，F(xiàn)BP水平下降，醛縮酶與FBP結(jié)合減少，促進(jìn)了AXIN/LKB1-Ragulator-V-ATPases復(fù)合物的組裝，該復(fù)合物促進(jìn)AMPK磷酸化，激活自噬，并通過(guò)損害Ragulator和Rag GTP酶使mTORC1脫離溶酶體[33]。此外，AMPK也參與調(diào)節(jié)代謝，以應(yīng)對(duì)其他應(yīng)激反應(yīng)。如抑癌蛋白p53能夠誘導(dǎo)Sestrins的表達(dá)，進(jìn)而磷酸化AMPK的α亞基[36]。同時(shí)，AMPK還可通過(guò)促進(jìn)去磷酸化和核易位激活轉(zhuǎn)錄因子EB，且不依賴于mTOR信號(hào)[37]?？傊苊阁w通過(guò)與AMPK結(jié)合促進(jìn)分解代謝和應(yīng)對(duì)應(yīng)激反應(yīng)，整合能量，見(jiàn)圖1。

3.2溶酶體與自噬氨基酸調(diào)控信號(hào)mTORC1 mTORC1的激活需要兩個(gè)主要步驟：首先mTOCRC1通過(guò)Rheb GTP酶定位到溶酶體，然后與GTP結(jié)合形式的Rheb GTP酶相互作用。Rag GTP酶作為mTORC1在溶酶體上的錨定點(diǎn)受Ragulator調(diào)控，Ragulator是由5個(gè)亞基[p18、p14、MP1、C7orf 59和乙型肝炎病毒X相互作用蛋白(hepatitis B X-interacting protein，HBXIP)]組成的蛋白質(zhì)復(fù)合物[24]。Ragulator通過(guò)p18亞基的N端錨定在溶酶體上，該亞基具有肉豆蔻酰化和棕櫚化位點(diǎn)[38]。然后，p18和MP1-p14亞基將Rag GTP酶拴系在溶酶體上[39]。Rag家族的小GTP酶由兩個(gè)特殊的異二聚體對(duì)(RagA/RagB、RagC/RagD)組成[40]。當(dāng)Rag GTP酶被激活時(shí)，RagA/RagB是GTP結(jié)合形式的，RagC/RagD是GDP結(jié)合形式的，而非活性Rag GTP酶具有相反的核苷酸狀態(tài)[24]。當(dāng)特異性氨基酸刺激時(shí)，Ragulator作為Rag的鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子作用于RagA/RagB，后者表現(xiàn)為GTP結(jié)合形式[40]。此時(shí)，Rag GTP酶能夠結(jié)合和錨定mTORC1至溶酶體表面。

mTORC1定位溶酶體這一步驟還受特異性氨基酸，特別是亮氨酸、精氨酸、谷氨酸和甲硫氨酸的有效性控制[7，31]。溶酶體利用“內(nèi)-外”機(jī)制和胞質(zhì)機(jī)制來(lái)感知和響應(yīng)與調(diào)節(jié)mTORC1活性機(jī)制相關(guān)的氨基酸水平。

AMPK的激活 AMPK的抑制

內(nèi)-外信號(hào)依賴于腔內(nèi)氨基酸感應(yīng)。首先，溶酶體精氨酸結(jié)合鈉偶聯(lián)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體溶質(zhì)載體家族38成員9(solute carrier family 38 member 9，SLC38A9)經(jīng)過(guò)構(gòu)象變化，使其可能與Ragulator復(fù)合物相互作用，從而激活mTORC1[41]。此時(shí)，精氨酸的結(jié)合允許SLC38A9作為鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子與RagA GTP酶相互作用并刺激GTP負(fù)載[42]。然后，RagA GTP酶從SLC38A9中釋放出來(lái)，與mTORC1結(jié)合。研究發(fā)現(xiàn)，溶酶體中高水平的精氨酸能刺激SLC38A9將腔內(nèi)氨基酸如亮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)中[43]。管腔內(nèi)亮氨酸是溶酶體募集mTORC1的有效激活劑，其在溶酶體管腔內(nèi)的儲(chǔ)存涉及多種機(jī)制。首先，隨著富含營(yíng)養(yǎng)條件下亮氨酸濃度的增加，卵巢濾泡激素通過(guò)損害溶酶體質(zhì)子協(xié)助氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1使溶酶體內(nèi)存留的亮氨酸增加；相反，在饑餓條件下，質(zhì)子協(xié)助氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1可促進(jìn)溶酶體中亮氨酸的排出[44]。另一方面，胞質(zhì)中的亮氨酸可以傳遞到溶酶體內(nèi)并在溶酶體內(nèi)聚集，其原因是溶酶體膜蛋白溶酶體相關(guān)跨膜蛋白4B保留了溶酶體上的亮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體L氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1-細(xì)胞表面抗原4F2重鏈，然后通過(guò)遞入亮氨酸來(lái)交換非必需氨基酸[45]。高水平的腔內(nèi)亮氨酸通過(guò)V-ATPases促進(jìn)ATP水解，從而與Ragulator-Rag復(fù)合物相互作用并刺激其支持mTORC1招募至溶酶體[45-46]。無(wú)論何種機(jī)制，最終均通過(guò)刺激Ragulator和Rag GTP酶影響mTORC1定位。

細(xì)胞液中的精氨酸和亮氨酸也被細(xì)胞液中的Rag基因的間隙蛋白活化物1(GAP activity towards Rag 1，GATOR1)-GATOR2復(fù)合物所感知和調(diào)控，從而調(diào)節(jié)mTORC1向溶酶體的募集[47-48]。GATOR1復(fù)合物被一種新識(shí)別的蛋白復(fù)合物KICSTOR招募到溶酶體中，然后作為RagA/B GTP酶的GAP，與Ragulator復(fù)合物競(jìng)爭(zhēng)，從而取代溶酶體中的mTORC1[47，49]。在氨基酸存在下，GATOR2復(fù)合物與GATOR1結(jié)合并損害GATOR1，引起RagA/B上的GTP負(fù)載并激活mTORC1，從而抑制自噬[47]。GATOR1-GATOR2輸出之間的平衡取決于多種細(xì)胞質(zhì)蛋白復(fù)合物，包括精氨酸和亮氨酸及其他代謝物。首先，亮氨酸與Sestrins(一類高度保守的應(yīng)激蛋白)結(jié)合以調(diào)節(jié)GATOR2，即高水平的亮氨酸增加了亮氨酸結(jié)合Sestrins的比例，從而抑制Sestrins，使其無(wú)法阻止GATOR2對(duì)GATOR1的損害[7]。相反，胞質(zhì)亮氨酸水平降低會(huì)增加不含亮氨酸的Sestrins數(shù)量，這些Sestrins結(jié)合并阻斷GATOR2對(duì)GATOR1的損害，從而使GATOR1抑制GTP結(jié)合的RagA/B。另外，精氨酸能夠結(jié)合并阻斷另一種GATOR2抑制劑CASTOR1(cytosolic arginine sensor for mTORC1 subunit 1)，因此，在高水平精氨酸下，CASTOR1被精氨酸結(jié)合并抑制，釋放GATOR2以損害GATOR1[7]。相反，在精氨酸水平較低的情況下，更多的CASTOR1可以自由阻斷GATOR2，釋放GATOR1來(lái)阻斷RagA/B介導(dǎo)的mTORC1的募集，見(jiàn)圖2。

4 以溶酶體為靶向的抗腫瘤治療

分解代謝亢進(jìn)是腫瘤細(xì)胞的主要特征之一，也是腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的主要原因，高合成率保證了腫瘤細(xì)胞的快速增殖，這在很大程度上取決于細(xì)胞成分的降解和再循環(huán)[50]。因此，溶酶體功能及功能障礙在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。腫瘤細(xì)胞能夠在饑餓、應(yīng)激條件下促進(jìn)自噬，而自噬通過(guò)降解損傷的細(xì)胞器、異常聚集的蛋白質(zhì)來(lái)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及能量。溶酶體作為自噬底物最終的降解場(chǎng)所，代謝過(guò)程中的某些產(chǎn)物是腫瘤細(xì)胞增殖的物質(zhì)基礎(chǔ)。針對(duì)癌癥中溶酶體的藥物主要有氯喹衍生物、V-ATPases抑制劑、酸性鞘磷脂酶抑制劑、組織蛋白酶抑制劑、熱激蛋白70抑制劑五大類，除羥基氯喹外，大多數(shù)藥物仍處于臨床前期實(shí)驗(yàn)研究階段，并在許多臨床試驗(yàn)中與其他抗癌治療方法相結(jié)合進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)[51]。見(jiàn)表1。

除以上五大類抑制劑外，一種新型溶酶體自噬抑制劑ROC-325也在臨床前期研究中發(fā)揮出極大的潛力。ROC-325是一種含有羥基氯喹和硫蒽酮重要結(jié)構(gòu)的二聚體小分子，其抗癌活性和自噬抑制能力均強(qiáng)于羥基氯喹，且能誘導(dǎo)LC3B斑點(diǎn)的形成、自噬體的積累、自噬通量阻斷等自噬抑制的所有標(biāo)志性特征[59]。青蒿素是治療瘧原蟲(chóng)引起的瘧疾的一線藥物。然而新的研究表明，青蒿素誘導(dǎo)的活性氧類導(dǎo)致急性髓系白血病溶酶體破裂，釋放的溶酶體酶激活促凋亡蛋白導(dǎo)致細(xì)胞死亡，表明青蒿素作為溶酶體靶向治療癌癥的潛在臨床用途[60]。

mTORC1的激活 mTORC1的抑制

表1 以癌癥溶酶體為靶向的治療藥物

目前，溶酶體特異性靶向藥物的數(shù)量較少，許多表明靶向溶酶體成分的藥物也被發(fā)現(xiàn)能夠與非溶酶體受體相互作用，從而降低了其療效和安全性[61]。如氯喹和羥基氯喹是靶向溶酶體的藥物，其可抑制溶酶體酸化，從而影響溶酶體的整體功能并削弱自噬蛋白的降解，但也對(duì)人體產(chǎn)生不可忽略的不良反應(yīng)[61]。

5 小 結(jié)

溶酶體參與自噬過(guò)程的終末階段，清除受損物質(zhì)并提供營(yíng)養(yǎng)，從而維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。這一過(guò)程需要溶酶體感知細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)水平，協(xié)調(diào)底物降解和細(xì)胞代謝。研究表明，溶酶體是多種信號(hào)通路的交匯點(diǎn)，為細(xì)胞合成代謝和分解代謝信號(hào)提供平臺(tái)[7]。溶酶體對(duì)AMPK和mTORC1信號(hào)的調(diào)節(jié)影響自噬的進(jìn)程，深入研究AMPK和mTORC1信號(hào)通路有助于豐富溶酶體代謝信號(hào)平臺(tái)信號(hào)分子網(wǎng)絡(luò)及明確其機(jī)制。腫瘤的發(fā)生發(fā)展與腫瘤代謝重構(gòu)密切相關(guān)，研究溶酶體對(duì)代謝信號(hào)的調(diào)控，有助于進(jìn)一步探索溶酶體信號(hào)在癌癥發(fā)生發(fā)展中作用的分子機(jī)制，促進(jìn)靶向溶酶體的抗腫瘤治療及藥物研發(fā)。