溶酶體是哺乳動物細(xì)胞的中央裂解細(xì)胞器，負(fù)責(zé)降解多種生物大分子。這些大分子通過內(nèi)吞、吞噬或自噬途徑到達(dá)溶酶體，在溶酶體腔中被60多種酸性水解酶降解，隨后被細(xì)胞的代謝過程重新利用。近年來的研究表明溶酶體除了降解作用外還參與許多其他細(xì)胞過程，包括：代謝信號、基因調(diào)節(jié)、免疫、質(zhì)膜修復(fù)、細(xì)胞粘附和遷移，在細(xì)胞衰老、人類疾病中扮演著至關(guān)重要的角色。溶酶體異常會導(dǎo)致一系列的疾病，因此研究溶酶體的相關(guān)作用機(jī)制對于疾病的治療十分重要。

溶酶體破裂會導(dǎo)致內(nèi)容物（包括組織蛋白酶）從溶酶體腔滲漏到細(xì)胞質(zhì)中，可能導(dǎo)致細(xì)胞凋亡或壞死。之前的研究普遍認(rèn)為，細(xì)胞中存在兩種潛在的溶酶體修復(fù)機(jī)制——溶酶體自噬（lysophagy）介導(dǎo)的間接修復(fù)，以及內(nèi)體分選復(fù)合物（ESCRT）介導(dǎo)的直接膜孔修復(fù)。

溶酶體自噬：損傷誘導(dǎo)的mTORC1從受損溶酶體解離。mTORC1的解離導(dǎo)致TFEB的去磷酸化，并將其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，從而誘導(dǎo)溶酶體和自噬基因的轉(zhuǎn)錄。泛素被募集到受損溶酶體中，可像其他選擇性自噬一樣參與受損溶酶體的識別。自噬體會選擇性地隔離受損的溶酶體。含有受損溶酶體的自噬體可以與其他的完整溶酶體融合，形成新的具有低pH值和降解能力的溶酶體。

ESCRT介導(dǎo)的直接膜孔修復(fù)：溶酶體膜結(jié)構(gòu)損傷會激活ESCRT的運(yùn)輸組分ALIX的脂質(zhì)結(jié)合活性，而ALIX又招募ESCRT-III到破裂的膜中。ESCRT-III復(fù)合物的獨(dú)特特征是在膜表面形成絲狀螺旋，這些螺旋會收縮以封閉脂質(zhì)雙層中的孔。在這些“低損傷”條件下，許多溶酶體被修復(fù)、再酸化，然后用組織蛋白酶補(bǔ)充。此外，熱休克蛋白-70（Hsp70）可以通過加強(qiáng)酸性鞘磷脂酶（ASM）與膜的相互作用來穩(wěn)定膜。

圖1 受損溶酶體的自噬清除和ESCRT介導(dǎo)的直接膜孔修復(fù)

（圖片來自 《Journal of Molecular Biology》）

具有嚴(yán)重溶酶體膜透化（LMP）的溶酶體被溶酶體自噬選擇性降解，而較溫和的LMP可以通過ESCRT更快、直接修復(fù)。但是，ESCRT亞基的耗竭僅導(dǎo)致快速溶酶體修復(fù)的部分缺陷，表明存在額外的修復(fù)機(jī)制。近期一份研究成果表明還存在第三種修復(fù)機(jī)制-磷脂肌醇啟動的膜系結(jié)和脂質(zhì)運(yùn)輸(PITT途徑)。

當(dāng)溶酶體膜受損時，磷脂酰肌醇-4激酶2α型（PI4K2A）會在受損的溶酶體膜上迅速積累，產(chǎn)生高水平的脂質(zhì)信使磷脂酰肌醇-4-磷酸(PI4P)。溶酶體磷脂酰肌醇-4-磷酸反過來招募多個氧化甾醇結(jié)合蛋白（OSBP）相關(guān)蛋白（ORP）家族成員，包括：ORP9、ORP10、ORP11和OSBP，這些蛋白質(zhì)將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與溶酶體連接起來。然后這些ORPs將PI4P與來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的脂質(zhì)交換，包括磷脂酰絲氨酸。磷脂酰絲氨酸會募集脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體ATG2。ATG2活性也受到磷脂酰絲氨酸的有效刺激，通過大規(guī)模脂質(zhì)運(yùn)輸直接修復(fù)溶酶體漏洞。

圖2 PITT途徑介導(dǎo)溶酶體快速修復(fù)

（圖片來自《Nature》） 

PITT途徑是快速修復(fù)溶酶體的主要和必要途徑。PITT途徑可以被多種疾病相關(guān)的溶酶體損傷所激活，如，PITT途徑的缺失會加劇tau纖維的擴(kuò)散 ，這是阿爾茨海默病進(jìn)展的關(guān)鍵步驟；缺乏PITT途徑也會增加細(xì)胞中脂褐質(zhì)（lipofuscin）的積累，脂褐質(zhì)是衰老溶酶體的病理特征，也是已知的衰老標(biāo)志。在小鼠模型和人類患者中，缺失PITT通路的第一個關(guān)鍵酶PI4K2A會導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)退行性變和早衰。

PITT途徑的發(fā)現(xiàn)是理解和治療與溶酶體功能障礙相關(guān)的衰老和疾病的重要一步。對動脈粥樣硬化、神經(jīng)退行性疾病、胰腺炎、自身免疫性疾病、溶酶體貯積癥和癌癥等疾病中的溶酶體相關(guān)機(jī)制研究有助于開發(fā)靶向溶酶體的新療法。

   云克隆開發(fā)了上述研究中涉及到的相關(guān)靶標(biāo)產(chǎn)品，靶標(biāo)及核心貨號如下，供參考：