王 平，LI Chunguang，丁樹哲

（1.杭州師范大學(xué) 體育與健康學(xué)院，浙江 杭州311121；2.西悉尼大學(xué) 國家補(bǔ)充醫(yī)學(xué)研究所，悉尼2751；3.華東師范大學(xué) “青少年健康評價(jià)與運(yùn)動干預(yù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200241；4.華東師范大學(xué) 體育與健康學(xué)院，上海200241）

骨骼肌表型變化是骨骼肌受到長期反復(fù)生理或病理刺激產(chǎn)生的適應(yīng)性細(xì)胞和分子系列變化的結(jié)果，表現(xiàn)為骨骼肌糖、脂代謝、線粒體生物發(fā)生、血管再生和肌肉質(zhì)量、力量等方面的改變，其中，生理性骨骼肌的表型變化主要是由運(yùn)動、激素和神經(jīng)刺激誘導(dǎo)的骨骼肌形態(tài)和功能的適應(yīng)性改變（Blaauw et al.,2013）。早期研究認(rèn)為，基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯在調(diào)控抗阻運(yùn)動和耐力運(yùn)動適應(yīng)的骨骼肌表型變化中具有重要作用（漆正堂 等,2013;王平 等2014;Oppeler et al.,2007）。近期研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子的活化可調(diào)控骨骼肌表型變化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯（Barres et al.,2012），因此，轉(zhuǎn)錄因子可介導(dǎo)調(diào)控骨骼肌的表型變化。TFEB是新近發(fā)現(xiàn)的一種轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控骨骼肌的生物發(fā)生、物質(zhì)代謝等表型變化方面具有重要的作用（Gennaro et al.,2016）。研究發(fā)現(xiàn)，肌肉在急性力竭運(yùn)動和耐力運(yùn)動時(shí)，TFEB發(fā)生轉(zhuǎn)位，從細(xì)胞漿進(jìn)入細(xì)胞核，參與調(diào)控葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體基因的表達(dá)和調(diào)節(jié)葡萄糖吸收、糖原含量和糖酵解酶等與糖代謝相關(guān)的一系列信號途徑。TFEB還可誘導(dǎo)線粒體生物發(fā)生、脂肪酸氧化和氧化磷酸化等相關(guān)基因的表達(dá)，其結(jié)果增強(qiáng)了機(jī)體的運(yùn)動能力，提示，TFEB可介導(dǎo)不同方式運(yùn)動的骨骼肌表型變化（Mansueto et al.,2017）。故TFEB的發(fā)現(xiàn)闡釋了運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌表型變化中基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性，引起學(xué)者們的普遍關(guān)注，因此，本文主要對 TFEB的生物學(xué)作用及其在骨骼肌表型變化和運(yùn)動適應(yīng)過程中可能的調(diào)控機(jī)制作一綜述，為預(yù)防和治療糖尿病、高胰島素血癥和代謝綜合癥等胰島素抵抗相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展提供新觀點(diǎn)，也為闡釋運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌表型變化的調(diào)節(jié)機(jī)制提供新證據(jù)。

1 TFEB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)特性

TFEB是一種 bHLH-Zip轉(zhuǎn)錄因子，屬于 MiT家族（microphthalmia family），由476個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，其中包括富谷氨酰胺、螺旋-環(huán)-螺旋（helix-loophelix，HLH）、亮氨酸拉鏈（leucine-zipper，LZ）和富脯氨酸等模序（motif）（Steingrimsson et al.,2004）（圖 1）。這些模序可識別和結(jié)合靶基因啟動子上具有的回紋結(jié)構(gòu) CACGTG E-box和不對稱TCATGTG M-box，調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄和蛋白翻譯表達(dá)，將靶蛋白控制在機(jī)體活動的最佳狀態(tài)，TFEB的模序在進(jìn)化過程中高度保守，這對于它的轉(zhuǎn)錄激活非常重要（Palmieri et al.,2011; Sardiello et al., 2009）。

圖1 TFEB結(jié)構(gòu)Figure 1. Diagram of TFEB Structure

在正常生理狀態(tài)下，TFEB主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，并處于失活狀態(tài)；當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激，如運(yùn)動、饑餓、溶酶體功能異常和氧化應(yīng)激時(shí)，TFEB迅速發(fā)生轉(zhuǎn)位，進(jìn)入細(xì)胞核，激活其下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，參與多種生理病理的發(fā)生過程（Settembre et al.,2011）。TFEB在細(xì)胞中的活性主要受其磷酸化狀態(tài)調(diào)控，2個(gè)絲氨酸（serine，Ser）殘基（Ser142和 Ser211）位點(diǎn)決定 TFEB在細(xì)胞中的磷酸化狀態(tài)（Settembre et al.,2012）。當(dāng)這 2個(gè)絲氨酸殘基均被磷酸化時(shí)，TFEB位于細(xì)胞漿，處于失活狀態(tài)。特別要注意的是，Ser211位點(diǎn)一旦發(fā)生磷酸化，TFEB則與分子伴侶蛋白14-3-3結(jié)合，將自己隔絕在細(xì)胞質(zhì)中，阻止其核轉(zhuǎn)位。其機(jī)制可能是掩蓋了它的核定位信號（nuclear localization signal，NLS）。但當(dāng)2個(gè)絲氨酸位點(diǎn)中的任意一點(diǎn)突變或脫磷酸化時(shí)，TFEB迅速轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，呈現(xiàn)活化狀態(tài)（Martina et al.,2016）（圖 2）。

圖2 TFEB生物學(xué)作用過程Figure 2. Diagram of TFEB Biological Action Process

2 TFEB在運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌表型變化中的作用機(jī)制

2.1 TFEB在運(yùn)動適應(yīng)線粒體生物發(fā)生表型變化中的作用機(jī)制

骨骼肌約占人體體重的 40%，其主要功能是決定機(jī)體代謝率，這種功能的完成主要依賴線粒體，因?yàn)榫€粒體可調(diào)節(jié)肌肉代謝、調(diào)控能量感受器信號通路以及活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生和鈣平衡等。故線粒體的含量和功能對于骨骼肌健康至關(guān)重要。骨骼肌在運(yùn)動時(shí)，為滿足能量增加的需求，線粒體質(zhì)量和功能會產(chǎn)生適應(yīng)性表型變化。相反，線粒體質(zhì)量和數(shù)量的下降對骨骼肌健康不利（Russell et al.,2014;Vainshtein et al.,2015）。保持線粒體質(zhì)量和功能處于最佳狀態(tài)涉及兩個(gè)同樣非常重要的調(diào)控機(jī)制：線粒體生物發(fā)生（mitochondrial biogenesis）和線粒體自噬（mitophagy）（Scott et al.,2014）。

眾所周知，PGC1a為轉(zhuǎn)錄共激活因子，調(diào)控線粒體生物發(fā)生是它的主要功能之一。當(dāng)它被激活時(shí)，促進(jìn)線粒體DNA編碼基因誘導(dǎo)線粒體增殖、系統(tǒng)合成和個(gè)體合成等線粒體生物合成過程。在穩(wěn)定狀態(tài)下，線粒體的動態(tài)平衡還依靠線粒體自噬完成（Vainshtein et al.,2015）。近年研究發(fā)現(xiàn)，TFEB調(diào)控線粒體自噬基因LC3（microtubule-associated proteins-1A/1B light chain 3A）、p62（sequestosome-1，SQSTM1）和LAMP1（lysosomal associated membrane protein-1）的表達(dá)（Moruno et al.,2016）。

在正常狀態(tài)下，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian/mechanistic target of rapamycin complex 1，mTORC1）和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶2（extracellular signal-regulated kinase 2，ERK2）（它們主要調(diào)控細(xì)胞增殖）可磷酸化TFEB，使其定位于細(xì)胞質(zhì)。值得注意的是，mTORC1的活性發(fā)生在溶酶體膜上，其機(jī)制可能是 v-ATPase復(fù)合物促進(jìn) small Rag（Ras-related GTP-binding） GTPases活化。GTPases進(jìn)一步募集mTORC1到溶酶體膜，這樣通過small GTPase Rheb促進(jìn)mTORC1活化。有趣的是，活化的Rag GTPases也與TFEB結(jié)合，將其募集到溶酶體膜。因此，通過 mTORC1可促進(jìn) TFEB磷酸化。提示，mTORC1介導(dǎo)的 TFEB磷酸化可能發(fā)生在溶酶體膜上（Sancak et al.,2010）。與mTORC1分子機(jī)制類似的有 ERK2，但關(guān)于 mTORC1和ERK2磷酸化TFEB的位置是在溶酶體膜上還是胞漿內(nèi)或是其他亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)等還需要進(jìn)一步研究。當(dāng)細(xì)胞處于應(yīng)激時(shí)，mTORC1從溶酶體膜釋放，處于失活狀態(tài)。此時(shí)，溶酶體中的鈣離子通過 Ca2+通道粘蛋白 1（Ca2+channel mucolipin 1，MCOLN1）釋放，使細(xì)胞漿中鈣離子（Ca2+）濃度增加，鈣依賴磷酸酶活化，隨后 TFEB脫磷酸化，進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)線粒體生物發(fā)生和自噬相關(guān)基因的表達(dá)（Vainshtein et al.,2015）。研究發(fā)現(xiàn)，MCOLN1的敲除可抑制溶酶體 Ca2+釋放和鈣依賴磷酸酶活性，阻止 TFEB的活性和自噬發(fā)生（Medina et al.,2015）。

動物研究發(fā)現(xiàn)，TFEB在急性力竭運(yùn)動和耐力運(yùn)動時(shí)均調(diào)控骨骼肌線粒體生物發(fā)生（Mansueto et al.,2017）。Erlich等（2018）在離體和在體實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，TFEB表達(dá)增加是驅(qū)動急性力竭運(yùn)動誘發(fā)線粒體生物發(fā)生的關(guān)鍵因子。急性力竭運(yùn)動可使 TFEB mRNA顯著增加，且有較長的恢復(fù)維持期，其轉(zhuǎn)錄水平的位置發(fā)生于 1600-bp構(gòu)建體中，不是1200-bp近端TFEB啟動子。有趣的是，1600-bp區(qū)在饑餓時(shí)也會被激活。提示，當(dāng)能量不平衡時(shí)，如急性力竭運(yùn)動時(shí)能量需求增加或饑餓時(shí)能量供給下降，可影響 TFEB轉(zhuǎn)錄水平的變化。此外，耐力運(yùn)動可促進(jìn) TFEB轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核（Mansueto et al.,2017），轉(zhuǎn)位機(jī)制可能與耐力運(yùn)動促進(jìn)肌漿網(wǎng)鈣離子的釋放、肌漿中鈣離子濃度的增加和激活鈣依賴磷酸酶有關(guān)，從而增加 TFEB轉(zhuǎn)位（Medina et al.,2015）。因此，耐力運(yùn)動可能通過調(diào)控TFEB進(jìn)而影響骨骼肌細(xì)胞中鈣離子濃度及相關(guān)酶的活性，以實(shí)現(xiàn)對骨骼肌線粒體生物發(fā)生的顯型變化。

眾所周知，PGC1a可調(diào)控不同運(yùn)動方式適應(yīng)的線粒體生物發(fā)生，而耐力運(yùn)動和急性力竭運(yùn)動均可激活TFEB，那么，PGC1a和 TFEB在調(diào)控運(yùn)動適應(yīng)的線粒體生物發(fā)生的關(guān)系如何？為了證明兩者的關(guān)系，Erlich等（2018）對PGC1a基因敲除小鼠進(jìn)行急性遞增負(fù)荷力竭跑臺運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)PGC1a基因敲除小鼠安靜時(shí)骨骼肌TFEB蛋白含量下降30%，急性遞增負(fù)荷運(yùn)動并沒有導(dǎo)致骨骼肌 TFEB發(fā)生轉(zhuǎn)位，但明顯增加 mTORC1發(fā)生磷酸化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，急性力竭運(yùn)動后野生型小鼠骨骼肌 TFEB啟動子活性增加2.4倍，PGC1a基因敲除小鼠骨骼肌的TFEB啟動子活性顯著下降。TFEB的轉(zhuǎn)錄表達(dá)與 PGC1a一致，提示，急性力竭運(yùn)動時(shí) PGC1a可能介導(dǎo) TFEB的表達(dá)。其原因可能包括：1）急性力竭運(yùn)動可激活PGC1a，但急性力竭運(yùn)動并沒有引起 PGC1a基因敲除小鼠骨骼肌 TFEB轉(zhuǎn)錄水平的增加，故 PGC1a缺乏是 TFEB轉(zhuǎn)錄水平減少的可能原因（Erlich et al.,2018）；2）PGC1a缺乏導(dǎo)致 TFEB從細(xì)胞漿到細(xì)胞核轉(zhuǎn)位的數(shù)量明顯減少，可能由于急性力竭運(yùn)動導(dǎo)致mTORC1磷酸化增加，使TFEB發(fā)生磷酸化，保持在細(xì)胞漿（Martina et al., 2012）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞TFEB過表達(dá)時(shí)，PGC-1amRNA的表達(dá)顯著增加，自噬相關(guān)基因 LC3、LAMP2、p62 mRNA的表達(dá)均也顯著增加。提示，TFEB可促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞 PGC-1a基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)，促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的線粒體生物發(fā)生，同時(shí)，可促進(jìn)線粒體自噬，共同維護(hù)線粒體質(zhì)量和功能的穩(wěn)定（Erlich et al.,2018）。Kim等（2019）對SD大鼠采用低頻刺激（電壓9 V，刺激頻率10 Hz，脈沖持續(xù)時(shí)間0.1 ms，3 h/天，共7天）模擬骨骼肌長時(shí)間耐力運(yùn)動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低頻刺激可增加骨骼肌TFEB和PGC-1a的蛋白表達(dá)，且TFEB的蛋白表達(dá)時(shí)間早于 PGC-1a的表達(dá)，二者呈正相關(guān)。Carter等（2018）也做出同樣的報(bào)道。但遺憾的是，到目前為止，PGC-1a和 TFEB相互作用在耐力運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌線粒體質(zhì)量變化中的調(diào)節(jié)機(jī)制仍不明確，有待后續(xù)研究進(jìn)一步補(bǔ)充完善。

2.2 TFEB在運(yùn)動適應(yīng)糖代謝表型變化中的作用機(jī)制

上述研究已證實(shí)，TFEB通過自噬調(diào)控骨骼肌線粒體質(zhì)量表型變化（Settembre et al.,2013a）。那么，TFEB是否也可通過自噬途徑調(diào)控骨骼肌新陳代謝表型變化？Mansueto等（2017）將小鼠骨骼肌的 TFEB基因過表達(dá)或敲除結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TFEB過表達(dá)或 TFEB敲除不影響自噬體形成，TFEB的活化也沒有引起蛋白分解和肌肉質(zhì)量丟失，肌肉萎縮基因也沒有因?yàn)門FEB的變化而改變。TFEB不影響蛋白降解合成及肌球蛋白（構(gòu)成粗肌絲的蛋白）的變化，但TFEB的變化對直徑小的肌纖維（慢肌纖維）有顯著改變，而氧化型肌纖維比糖酵解型肌纖維直徑小，小肌纖維的變化是代謝方式的一種轉(zhuǎn)換。提示，TFEB調(diào)控肌纖維的代謝，但不調(diào)控肌球蛋白的含量/類型，且調(diào)控的分子機(jī)制是獨(dú)立于自噬或蛋白質(zhì)平衡的。

為了進(jìn)一步研究TFEB調(diào)控糖代謝的分子機(jī)制，他們采用TFEB基因敲除小鼠檢測骨骼肌糖原含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肌糖原含量明顯下降，表明葡萄糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)可能失衡。然后采用高胰島素-正葡萄糖鉗夾技術(shù)觀察葡萄糖輸注速度（glucose infusion rate，GIR），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TFEB基因敲除小鼠 GIR明顯下降，表明骨骼肌葡萄糖攝取減少，糖原合成下降（Mansueto et al.,2017）。綜合上述研究結(jié)果，骨骼肌中 TFEB缺乏可導(dǎo)致骨骼肌葡萄糖攝取減少、糖原含量降低和骨骼肌胰島素抵抗。提示，TFEB介導(dǎo)骨骼肌細(xì)胞葡萄糖的攝取、存儲和利用，使 TFEB介導(dǎo)糖代謝成為一種可能。

在一項(xiàng)急性力竭運(yùn)動模型的研究中發(fā)現(xiàn)，TFEB敲除小鼠運(yùn)動距離僅為正常鼠的 1/3，提示，TFEB對于運(yùn)動的能力非常重要（Mansueto et al.,2017）。有證據(jù)顯示，不同方式的運(yùn)動對 TFEB的影響不同，例如，急性運(yùn)動（力竭和未力竭）均可導(dǎo)致TFEB發(fā)生核轉(zhuǎn)位（Mansueto et al.,2017;Xue et al.,2019），而中等耐力運(yùn)動不能使小鼠骨骼肌TFEB發(fā)生核轉(zhuǎn)位，但 7周遞增負(fù)荷運(yùn)動（未力竭）可使小鼠骨骼肌 TFEB大量發(fā)生核轉(zhuǎn)位，伴隨胞質(zhì)消耗（Mansueto et al.,2017）。也有研究認(rèn)為，耐力運(yùn)動可使TFEB發(fā)生核轉(zhuǎn)位（Pastore et al.,2017），且耐力運(yùn)動的核轉(zhuǎn)位效應(yīng)優(yōu)于急性運(yùn)動（Xue et al.,2019）。因此，運(yùn)動強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間是TFEB是否發(fā)生核轉(zhuǎn)位的關(guān)鍵因素。為了進(jìn)一步確定運(yùn)動誘導(dǎo) TFEB發(fā)生核轉(zhuǎn)位的生理學(xué)功能，Mansueto等（2017）將小鼠骨骼肌TFEB基因敲除，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TFEB基因敲除小鼠不能耐受大強(qiáng)度耐力運(yùn)動，相反，耐力運(yùn)動和急性運(yùn)動均可增強(qiáng)小鼠 TFEB的活性，增加運(yùn)動能力（Jang et al.,2018; Mansueto et al.,2017）。為了進(jìn)一步明確TFEB敲除小鼠不耐受運(yùn)動的原因，檢測了運(yùn)動中的能量消耗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型小鼠在耐力運(yùn)動中可維持穩(wěn)定的能量消耗水平，而肌肉特異性TFEB基因敲除小鼠在運(yùn)動15 min后能量消耗水平維持不穩(wěn)，處于持續(xù)下降狀態(tài)，并具有較高的呼吸交換率（respiratory exchange rate，RER），表明 TFEB基因敲除小鼠在運(yùn)動早期更多依賴葡萄糖氧化供能；在運(yùn)動20 min后，TFEB基因敲除小鼠RER顯著下降，表明能量供應(yīng)的底物葡萄糖耗盡，從葡萄糖開始轉(zhuǎn)變?yōu)橹敬x（Mansueto et al., 2017）。同時(shí)，檢測耐力運(yùn)動前、后小鼠骨骼肌中的糖原含量，結(jié)果顯示，TFEB基因敲除小鼠均明顯下降，而 TFEB過表達(dá)小鼠糖原含量均顯著增加，另外，耐力運(yùn)動可使 TFEB基因敲除小鼠血液葡萄糖水平下降 50%，處于低血糖狀態(tài)，還可使胰島素水平下降顯著（可反映血糖變化）、線粒體功能異常、ATP產(chǎn)生減少（Mansueto et al.,2017）。Pastore等（2017）報(bào)道，耐力運(yùn)動可明顯降低野生型和 TFEB基因敲除小鼠血糖水平和骨骼肌糖原儲存，但野生型小鼠在運(yùn)動后 2 h血糖和骨骼肌糖原儲存均恢復(fù)，而 TFEB基因敲除小鼠血糖和糖原儲存均未恢復(fù)，且 TFEB基因敲除小鼠在耐力運(yùn)動前、后乳酸值均明顯增加，提示，TFEB基因敲除小鼠骨骼肌葡萄糖的攝取和糖原合成均受損，且在耐力運(yùn)動中使用糖酵解過程產(chǎn)生能量，這也正好解釋 TFEB基因敲除小鼠在運(yùn)動 15 min后RER出現(xiàn)明顯下降的原因（Mansueto et al.,2017）。基于TFEB基因敲除小鼠具有較低的糖原含量，推測TFEB基因敲除小鼠可能表現(xiàn)出糖代謝不同基因表型的變化，導(dǎo)致糖代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)出現(xiàn)異常，可能發(fā)生骨骼肌胰島素抵抗（Mansueto et al.,2017）。進(jìn)一步檢測骨骼肌糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TFEB基因敲除小鼠骨骼肌GLUT1、GLUT4、糖原合成酶（GYS）和 TBC1D1（GTPase involved in GLUT4 translocation）基因、蛋白表達(dá)均顯著增加，己糖激酶 1、2（糖酵解限速酶）均顯著降低，相反，TFEB基因過表達(dá)小鼠上述指標(biāo)均顯著增加（Mansueto et al.,2017;Pastore et al.,2017），但PGC1a基因敲除小鼠骨骼肌糖代謝相關(guān)指標(biāo)均未見顯著變化。對 TFEB基因過表達(dá)同時(shí) PGC1a基因敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，肌糖原含量顯著增加，提示，TFEB調(diào)控骨骼肌糖代謝依賴于 GLUT1/4而獨(dú)立于PGC1a途徑（Mansueto et al.,2017）。但目前還未有實(shí)驗(yàn)對 TFEB在耐力運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌糖代謝相關(guān)基因調(diào)控方面進(jìn)行例證，將來研究可以 TFEB為切入點(diǎn)展開，以期明確 TFEB與糖代謝穩(wěn)態(tài)之間的關(guān)系和 TFEB介導(dǎo)運(yùn)動過程中葡萄糖穩(wěn)態(tài)代謝的分子機(jī)制，從而為糖尿病、肥胖等代謝性疾病的研究與防治提供新的治療靶點(diǎn)和帶來新的希望。

2.3 TFEB在運(yùn)動適應(yīng)脂代謝表型變化中的作用機(jī)制

近年研究顯示，自噬在調(diào)控脂代謝過程中具有重要作用，自噬有助于脂滴運(yùn)送到溶酶體被水解成游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FAs）和甘油（Singh et al,2009）。但脂質(zhì)過度可能會抑制自噬，相反，肥胖鼠的肝臟自噬增加可改善其代謝表型（Yang et al.,2010）。然而，細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝與溶酶體自噬途徑關(guān)系密切的分子機(jī)制還不是很清楚。有趣的是，TFEB的過表達(dá)可導(dǎo)致大量自噬底物如長壽蛋白降解（Settembre et al.,2011），也可清除受損線粒體和脂滴（Settembre et al.,2013a,2013b; Nezich et al.,2015）。提示，TFEB不僅可調(diào)節(jié)自噬、線粒體功能，還可調(diào)節(jié)脂代謝。因此，TFEB的發(fā)現(xiàn)為其提供了新的思路。

Settembre等（2013a,2013b）在饑餓狀態(tài)下（禁食24 h），研究小鼠 TFEB基因全身性過表達(dá)與脂代謝的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)773個(gè)基因上調(diào)，611個(gè)基因下調(diào)，上調(diào)的基因涉及細(xì)胞脂代謝分解過程，包括一元羧酸、脂肪酸和酮代謝過程。有趣的是，脂質(zhì)生物合成相關(guān)的基因如類固醇、脂質(zhì)和類異戊二烯生物合成均顯著下降。同時(shí)，TFEB過表達(dá)可上調(diào)自噬基因的表達(dá)，此結(jié)果與以前細(xì)胞培養(yǎng)研究結(jié)果一致（Settembre et al.,2011）。提示，機(jī)體營養(yǎng)被剝奪時(shí)，TFEB的過表達(dá)可導(dǎo)致脂代謝基因轉(zhuǎn)錄表型變化，是脂代謝表型變化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子。值得注意的是，TFEB過表達(dá)導(dǎo)致顯著上調(diào)PGC1a基因（Finck et al.,2006）。另外，TFEB過表達(dá)小鼠肝臟 PGC1a基因表達(dá)顯著升高；相反，TFEB基因敲除可導(dǎo)致 PGC1a表達(dá)顯著下降（Settembre et al.,2013a,2013b）。

饑餓狀態(tài)下，PGC1a可通過PPAR（peroxisome proliferator activated receptor）調(diào)控脂代謝，表明PGC1a可能通過調(diào)控PPAR的活性而調(diào)節(jié)TFEB的功能。研究發(fā)現(xiàn)，TFEB基因敲除小鼠PPAR的轉(zhuǎn)錄未進(jìn)行，TFEB對于PPAR的激活是必須的。若 PPAR缺乏，即使 TFEB過表達(dá)，本來應(yīng)該高表達(dá)的基因也不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄過程，PPAR是TFEB轉(zhuǎn)錄活性的重要介質(zhì)（Settembre et al., 2013a, 2013b）。值得注意的是，TFEB對于不同部位的脂代謝調(diào)控可能有所不同，如脂肪酸鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)穿過質(zhì)膜、FFA的氧化在線粒體和過氧化物酶體中進(jìn)行，但其機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。Mansueto等（2017）的研究發(fā)現(xiàn)，安靜狀態(tài)時(shí) TFEB基因敲除小鼠骨骼肌糖原含量顯著下降，耐力運(yùn)動時(shí)肌糖原很快耗盡，額外的能量需求需要從糖酵解到脂肪酸氧化轉(zhuǎn)換。阻斷了丙酮酸脫氫酶活性，導(dǎo)致乳酸積累。但可確定的是，不管是TFEB基因敲除小鼠還是野生型小鼠，耐力運(yùn)動后血液中自由脂肪酸含量均明顯下降，血液中非酯化脂肪酸（nonesterified fatty acids，NEFAs）含量均不變；但耐力運(yùn)動后骨骼肌自由脂肪酸含量顯著下降只發(fā)生在 TFEB基因敲除小鼠，野生型小鼠運(yùn)動后骨骼肌自由脂肪酸含量沒有發(fā)生變化。更為重要的是，TFEB基因敲除小鼠骨骼肌中酮體含量在耐力運(yùn)動后顯著增加。綜合上述結(jié)果，TFEB基因缺乏時(shí)，新陳代謝的可塑性表型變化被迫肌細(xì)胞使用脂類代謝產(chǎn)生 ATP；當(dāng)脂類耗盡時(shí)，無能力繼續(xù)維持同樣強(qiáng)度的運(yùn)動（Mansueto et al.,2017），提示，TFEB是耐力運(yùn)動時(shí)脂類代謝表型變化的關(guān)鍵因子。Pastore等（2017）將 TFEB基因敲除小鼠進(jìn)行高脂膳食喂養(yǎng) 8周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠脂代謝相關(guān)基因 Pgc1a表達(dá)異常，甘油三酯、膽固醇含量均顯著增加；肝臟脂質(zhì)沉積、脂肪肝嚴(yán)重，經(jīng)過耐力運(yùn)動后上述指標(biāo)均未得到改善，但野生型小鼠經(jīng)過耐力運(yùn)動后脂代謝異常明顯改善。提示，在運(yùn)動過程中，TFEB可正向調(diào)節(jié)脂代謝，改善脂代謝紊亂（俞捷 等, 2019）。目前，國內(nèi)外關(guān)于 TFEB與耐力運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌脂類代謝表型變化方面的研究相對較少，還需更多的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步補(bǔ)充完善。另外，令人迷惑的是，調(diào)控 TFEB活性的許多因素例如 v-ATPase亞基、MCOLN1和溶酶體“平臺”等，他們自身的轉(zhuǎn)錄也被 TFEB調(diào)控，提示 TFEB可能受多個(gè)反饋環(huán)路調(diào)節(jié)。此外，TFEB的活化也促進(jìn)自身翻譯（Settembre et al.,2013b），提示，很可能有額外一條反饋通路進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此關(guān)于 TFEB的分子調(diào)節(jié)機(jī)制還需要進(jìn)一步研究?；虻谋磉_(dá)具有顯著組織特異性，不同組織的代謝功能也具有特異性，故TFEB調(diào)控的基因網(wǎng)絡(luò)也可能具有組織特異性。

3 總結(jié)和展望

近十余年，對 TFEB的研究，特別是其作為一種轉(zhuǎn)錄因子，有了很大進(jìn)展，本文綜述了它在調(diào)控運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌表型變化的可能機(jī)制（圖 3）。這些新的機(jī)制有可能為運(yùn)動防治糖尿病、肥胖和代謝綜合癥的發(fā)生發(fā)展提供新視角，但目前尚有很多重要問題亟待解決：1）在運(yùn)動刺激下，TFEB如何誘導(dǎo)骨骼肌細(xì)胞趨向線粒體生物發(fā)生還是新陳代謝等表型變化？2）TFEB的調(diào)控樞紐除 Ca2+外，是否尚存在結(jié)構(gòu)類似的其他分子？3）不同信號分子如何激活特定的 TFEB，TFEB又是如何調(diào)控下游信號通路及它的反饋環(huán)？4）不同類型的肌纖維 TFEB調(diào)控的分子生物學(xué)機(jī)制是否相同？信號分子如何觸發(fā) TFEB分子中模序的分離和結(jié)合？5）TFEB能否成為運(yùn)動防治糖、脂代謝紊亂，代謝綜合癥等胰島素抵抗相關(guān)疾病的下一個(gè)新靶點(diǎn)？

圖3 運(yùn)動適應(yīng)的骨骼肌表型變化Figure 3. Diagram of Exercise-adapted Skeletal Muscle Phenotype Changes

總之，進(jìn)一步研究TFEB作為重要轉(zhuǎn)錄因子的相關(guān)生物學(xué)分子機(jī)制，可全面揭示運(yùn)動適應(yīng)骨骼肌表型變化的分子機(jī)制，進(jìn)一步完善運(yùn)動適應(yīng)的分子信號調(diào)控理論及與肌肉相關(guān)疾病的病理分子機(jī)制。