溶酶體的生成是如何受調(diào)節(jié)的呢？我們目前已知，通過感知細胞的營養(yǎng)供應情況，TFEB和TFE3兩種轉(zhuǎn)錄因子可調(diào)控溶酶體的生成速率。當營養(yǎng)充足時，被招募到溶酶體上的哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）會分別將TFEB和TFE3的Ser142和Ser211磷酸化，使二者與14-3-3蛋白結(jié)合而被滯留在細胞質(zhì)內(nèi)，從而無法影響基因轉(zhuǎn)錄。當營養(yǎng)缺乏時，mTOR不會轉(zhuǎn)移至溶酶體上并將TFEB和TFE3磷酸化，使得非磷酸化的這兩種轉(zhuǎn)錄因子得以進入細胞核內(nèi)，以激發(fā)溶酶體生成所需蛋白的表達；同時，抑制上述蛋白表達的轉(zhuǎn)錄因子ZKSCAN3會離開細胞核，進入細胞質(zhì)中。

▲溶酶體在不同營養(yǎng)供應狀態(tài)下的調(diào)控

不過，以上機制并非溶酶體生成調(diào)控的全部。除了營養(yǎng)物質(zhì)，還有很多其他的外來物質(zhì)也會左右溶酶體的生成。然而，除了上述“mTORC1-TFEB/TFE3信息軸”，人們對于其他方式的溶酶體知之甚少，而這也就制約了對溶酶體異常所致疾病療法的開發(fā)。

最近，中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所的楊崇林研究員和中科院昆明植物研究所的郝小江研究員的聯(lián)合課題組揭示了另一種溶酶體生成的調(diào)控路徑。在這其中，蛋白激酶C（PKC）發(fā)揮著中心作用，可通過兩種不同的信號通路同時分別激活TFEB和將ZKSCAN3失活，起到促進溶酶體生成的作用。這一重要發(fā)現(xiàn)發(fā)表于近期的Nature子刊《Nature Cell Biology》上。

研究者最初發(fā)現(xiàn)，一類源自大戟科草本植物南歐大戟（Euphorbia peplus）的小分子可顯著促進Hela細胞中的溶酶體生成。對這類小分子中的代表HEP14所進行的分析顯示，HEP14可降低TFEB的磷酸化水平，使其傾向于核內(nèi)分布。值得注意的是，這一過程無需mTOR的參與，而需由PKC中的兩個亞型——PKCα和PKCδ進行介導。

考慮到PKC激酶的特性，人們很容易想到TFEB也許就是PKC的底物。然而，事實并非如此，在PKC與TFEB之間其實還有一個“中間環(huán)節(jié)”——糖原合成酶激酶3β（GSK3β）。當位于溶酶體膜上時，GSK3β可將TFEB的Ser134和Ser138位點磷酸化，使其也轉(zhuǎn)移至溶酶體上，從而得以被mTOR進一步處理（將TFEB的Ser142位點磷酸化），最終促使TFEB滯留在細胞質(zhì)中。然而，HEP14的出現(xiàn)將會打破這一過程。HEP14可直接與PKCα和PKCδ相互作用，使得PKCα轉(zhuǎn)移至細胞膜上，同時PKCδ轉(zhuǎn)移至細胞膜、核膜或胞內(nèi)囊泡表面，從而讓兩種PKC都被活化。接著，PKC可磷酸化GSK3β，使其失活。這時，TFEB的Ser134和Ser138位點將不再被磷酸化，從而讓TFEB更傾向于留在細胞核內(nèi)，繼續(xù)發(fā)揮著促進溶酶體生成的作用。

▲HEP14結(jié)構(gòu)

事實上，HEP14的作用不止于此，它還可促使抑制溶酶體生成的轉(zhuǎn)錄因子ZKSCAN3離開細胞核，進入細胞質(zhì)中，而這一作用是通過PKCδ實現(xiàn)的。與之前的例子類似，PKCδ與ZKSCAN3同樣需要“中間環(huán)節(jié)”。被HEP14活化了的PKCδ會首先將JNK2和p38兩種激酶磷酸化，使得二者得以將ZKSCAN3的Thr153位點磷酸化，從而將ZKSCAN3“請”出細胞核，讓溶酶體生成所需蛋白的合成不再受其抑制。

正因為上述的雙重機理，HEP14具備了高效的促進溶酶體生成的能力。當暴露于HEP14下時，Hela細胞的溶酶體活性大增，對于胞內(nèi)的蛋白質(zhì)聚集物和脂滴的降解顯著加快。當阿爾茨海默病的雙轉(zhuǎn)基因小鼠模型APP/PS1株被注射HEP14后，僅經(jīng)過4周的時間其大腦內(nèi)的β淀粉樣蛋白（Aβ）積累就出現(xiàn)了顯著的減少。例如，小鼠大腦海馬體內(nèi)的Aβ水平就下降了32%。同時，HEP14的這一效應會隨著PKC被抑制或敲除而出現(xiàn)減弱。