溶酶体基因转录因子TFEB/TFE3的调控机制的研究

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溶酶体是细胞内物质降解的主要场所,在细胞内外物质循环、细胞代谢与分化及稳态维持等方面发挥着至关重要的作用。溶酶体的功能异常导致多种疾病的产生。TFEB和TFE3是调控溶酶体发生的重要转录因子,当胞内或胞外的信号激活TFEB/TFE3时,二者就会被去磷酸化由细胞质转移至细胞核,结合在靶标基因的启动子区域,启动溶酶体相关基因的表达。但这两个转录因子从细胞质到细胞核的转移过程受哪些因子的调控并最终影响溶酶体的发生及功能,这方面还有待深入研究。本研究对人源TFEB/TFE3与秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中同源蛋白HLH-30进行氨基酸序列及结构域比对。在线虫hq247(HLH-30::GFP)中对已报道可以激活 TFEB/TFE3 的基因let-363(mTOR)、gsk-3(GSK3β)、xpo-1(CRM1)RNAi后,发现HLH-30与人源TFEB/TFE3的结构和功能保守性较低。因此,我们将人源的TFEB/TFE3异源表达在线虫肠道中。在构建的多个线虫株系中,yqEx1470(Pvha-6TFE3::GFP)中TFE3的亚细胞定位和哺乳动物细胞中的定位一致。yqEx1476[Pvha-6TFE3(S321A)::GFP]中模拟去磷酸化状态的突变型TFE3(S321A)持续定位在细胞核中,该表型也与哺乳动物细胞中一致。我们通过TMP/UV方法将人源TFE3(yqEx1470)整合至线虫基因组,得到整合株系yqIs213(Pvha-6TFE3::GFP),成功构建了筛选体系。由于TFEB/TFE3的活性与其亚细胞定位关系密切,我们因此对yqIs213进行了细胞核核膜及细胞核-细胞质穿梭相关蛋白的RNAi筛选。结果发现,imb-1/KPNB 1的RNAi促进TFE3的细胞核定位。KPNB1与Ran GTPase共同参与调控TFEB/TFE3的入核。并且KPNB1对TFEB/TFE3的核转运可能具有特异性。在培养细胞系中,使用KPNB1抑制剂Importazole处理细胞后,TFEB/TFE3同样滞留在细胞核内,并产生促进成熟溶酶体发生的效应。本研究发现的KPNB1特异性抑制剂Importazole可促进成熟溶酶体的发生,为溶酶体贮积病、神经退行性疾病及癌症等疾病的治疗提供了新的参考靶点,有着重要的生理学意义。
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