TFE3调控溶酶体稳态缓解砷暴露诱导的巨噬细胞免疫功能障碍机制研究

本研究针对环境砷暴露导致的巨噬细胞免疫抑制问题，通过系统探究TFE3介导的溶酶体生物发生与稳态调控机制，发现砷暴露会破坏巨噬细胞吞噬、黏附功能及促炎因子分泌，并证实TFE3通过维持溶酶体蛋白酶(CTSB/CTSD)表达、v-ATPase活性及膜稳定性来缓解砷毒性。该研究为环境污染物致免疫损伤的干预提供了新靶点。

　　

砷作为一类明确的人类致癌物，其通过饮用水和土壤污染导致的全球公共卫生问题日益严峻。流行病学研究表明，长期砷暴露会显著抑制免疫监视功能，其中巨噬细胞作为连接先天与适应性免疫的关键枢纽，其功能异常与感染性疾病和肿瘤发生密切相关。然而，砷如何破坏巨噬细胞的免疫功能？溶酶体这一新近被重视的免疫调控细胞器在其中扮演什么角色？这些问题尚未得到系统阐释。

中国科学院的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的最新研究，首次揭示了转录因子TFE3通过调控溶酶体稳态缓解砷诱导的巨噬细胞功能障碍的分子机制。研究人员采用J774A.1巨噬细胞系，通过基因敲降和过表达技术，结合Lyso-Tracker荧光标记、Lyso-Sensor pH检测、Gal3/LAMP1共定位等系列实验，系统评估了砷暴露对巨噬细胞免疫功能及溶酶体参数的影响。

研究首先证实，0.5-2 μM砷暴露24小时可显著抑制巨噬细胞的形态伸展和LPS应答能力，降低中性红标记的吞噬率（下降40%）和结晶紫染色的黏附率（下降35%），同时下调CD80/CD86共刺激分子及TNF-α/IL-6等促炎因子的mRNA表达。值得注意的是，溶酶体抑制剂氯喹(CQ)的联合处理会进一步加剧这些免疫缺陷，提示溶酶体功能紊乱可能是砷毒性的关键环节。

在溶酶体功能分析中，研究团队观察到砷暴露导致多重损伤：LYSET（溶酶体酶转运因子）和组织蛋白酶(Ctsd/Ctss)基因表达下调；FITC标记的卵清蛋白(OVA)降解能力降低50%；Lyso-Tracker Red荧光强度减弱反映溶酶体数量减少；Lyso-Sensor检测显示溶酶体pH从正常4.8升高至5.9。免疫印迹显示LC3-II和p62蛋白累积，且砷与CQ联用未产生叠加效应，证实自噬流阻滞源于溶酶体功能障碍而非自噬体-溶酶体融合异常。

研究核心发现聚焦于TFE3的调控作用。通过慢病毒介导的基因敲降实验显示，TFE3缺陷会加剧砷诱导的溶酶体损伤：CTSB/CTSD蛋白水平进一步降低30%；v-ATPase亚基(Atp6v1c1等)mRNA表达显著抑制；Gal3与LAMP1共定位系数增加反映溶酶体膜通透性(LMP)恶化。功能上，TFE3敲除使巨噬细胞吞噬率额外下降25%，ICAM-1表达量减少40%，且CD80/IL-1β等免疫相关基因表达进一步受抑。反之，电转染过表达TFE3可部分逆转上述损伤，使溶酶体数量恢复近80%，pH回调至5.3。

讨论部分指出，该研究首次阐明TFE3（而非其家族成员TFEB）在砷毒性中的独特保护作用：通过转录激活溶酶体生物合成基因网络（包括v-ATPase亚基和蛋白酶），维持酸性环境及膜完整性，从而保障巨噬细胞的吞噬清除、抗原呈递和炎症调控功能。这一发现为理解环境污染物致免疫抑制提供了新视角——溶酶体不仅是降解中心，更是免疫调控的信号枢纽。研究同时提示，靶向MiT/TFE家族（如采用天然化合物激活TFE3）可能成为干预砷相关免疫缺陷的潜在策略。

该研究的创新性在于：首次建立"砷-TFE3-溶酶体-免疫功能"的完整调控轴；发现TFE3对v-ATPase亚基的特异性调控是其维持溶酶体酸度的关键；为临床砷中毒患者的免疫支持治疗提供了理论依据。未来研究可进一步探索TFE3激活剂在动物模型中的干预效果，以及不同免疫细胞亚群中TFE3调控的异质性。