自噬研究指南|大自噬的关键——自噬溶酶体的形成（二）
上期主要介绍了自噬小体与溶酶体融合形成自噬溶酶体的分子机制，那么自噬小体和溶酶体是如何“相遇”的呢？本期就来详细讲讲自噬小体和溶酶体的运输机制以及形成自噬溶酶体的关键蛋白在其中发挥的作用。
自噬小体和溶酶体的运输机制（图1）
自噬小体在细胞质中生成，而溶酶体主要位于核周区域。自噬小体需经过动力蛋白（Dynein）介导的反向运输，溶酶体则需经过驱动蛋白（Kinesin）介导的正向运输，这使得两个区室能够相遇和融合[1]。
溶酶体的正向运输使其与自噬小体融合。正向运输由晚期核内体/溶酶体相关的多亚基BORC复合物介导，该复合物募集小GTP酶ARL8，促进ARL8依赖的与驱动蛋白运动的偶联，BORC复合物的缺失则会降低外周自噬小体与溶酶体的融合效率[2-3]。RAB7效应物FYCO1也作为驱动蛋白的接头蛋白，介导晚期核内体/溶酶体的正向运输。而自噬小体进行反向运输是由RAB7及其效应蛋白RILP和ORP1L介导的[2]。
自噬小体和晚期内体/溶酶体的运输与拴系因子的募集密切相关。HOPS复合体可以被ARL8 或ORP1L - RAB7-RILP复合体招募[3]，从而实现自噬小体和晚期内体/溶酶体的融合，这一过程也可以通过PLEKHM1蛋白发生[4]。
图1 自噬小体和晚期内体/溶酶体的运输和融合[5]
自噬溶酶体形成的调节机制
自噬小体与晚期内体/溶酶体的融合过程主要由可溶性N -乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体（SNARE）、拴系蛋白（如HOPS）、小RAB GTP酶以及转录因子TFEB和TFE3调节。
SNARE蛋白对于溶酶体与自噬小体的有效融合是必需的。上期文章中提到过自噬小体与溶酶体的融合过程主要由两种SNARE复合物介导，自噬小体膜上的STX17、SNAP29和晚期内体/溶酶体上的VAMP8是其中之一。饥饿条件下，RAB21（一种内体RAB蛋白）被激活后促进质膜定位的VAMP8转位到晚期内体/溶酶体（图2a）[6]。STX17的乙酰化由乙酰转移酶CREBBP/CBP和去乙酰化酶HDAC2控制（图2a），饥饿导致CREBBP失活，进而促进STX17的去乙酰化以及STX17 - SNAP29 -VAMP8复合物的组装，并增强复合物与HOPS的结合[7]。因此，机体处于饥饿条件下时，自噬小体与溶酶体融合增强。
自噬小体上的PtdIns3P蛋白通过招募拴系因子HOPS复合体促进自噬小体与溶酶体融合。Pacer（自噬增强因子）通过结合STX17和磷脂酰肌醇募集到自噬小体，靶向VP34 - beclin 1-UVRAG复合物，促进自噬溶酶体的形成（图2b）[8]。
RAB7活性对于自噬流的进展至关重要，其活性由激活蛋白Armus（也被称为TBC1D2A）进行负向调节，而Armus通过与LC3和PtdIns3P相互作用靶向自噬小体（图2b）。Armus通过调节RAB7的核苷酸循环，以调节自噬溶酶体的形成，限制Armus功能导致RAB7活性异常升高，进而抑制自噬小体与溶酶体的融合[9]。
转录因子TFEB和TFE3也在自噬溶酶体融合过程中发挥重要作用。TFEB和TFE3的磷酸化能够抑制自噬，这一过程受mTORC1（细胞代谢的主要调节蛋白）与机体营养情况影响。在营养丰富的条件下，氨基酸促进mTORC1转位到溶酶体表面，mTORC1被激活进而磷酸化TFEB和TFE3与骨架蛋白14-3-3结合，使其在细胞质内滞留，阻止其入核（图2c）[10]，抑制自噬。也有研究表明糖原合成酶激酶3β（GSK3β）可磷酸化TFEB，以阻止其转位到细胞核[11]。在应激条件下，TFEB/TFE3磷酸化被抑制，同时PP2A、Calcineurin等磷酸酶使TFEB和TFE3去磷酸化，促进其进入细胞核，自噬增强[12]。
图2多种机制调节自噬小体成熟[5]
本期主要介绍了自噬小体与晚期内体/溶酶体融合前的运输机制和自噬溶酶体形成的调节机制，下期将对自噬溶酶体形成的调节机制的一些细节进行补充并简单介绍自噬溶酶体受损与疾病发病机制的关联，感兴趣的小伙伴可以留意一下哦~
参考文献
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