Laptm5,也称为Lysosomal Protein Transmembrane 5,是一种定位于1p34染色体的溶酶体跨膜蛋白,主要在造血细胞中表达。Laptm5蛋白包含五个跨膜结构域、三个PY结构域和一个UIM结构域。PY和UIM结构域能够与多种底物相互作用,介导蛋白质从高尔基体到溶酶体的分拣,并参与细胞内底物运输和溶酶体稳定性调节[2]。过表达Laptm5可以诱导溶酶体细胞死亡(LCD),尽管Laptm5蛋白的完整性对于维持溶酶体稳定性是必要的。此外,Laptm5在疾病过程中参与自噬激活,并且已被证实与免疫和炎症的调节密切相关。因此,Laptm5调节广泛的生理过程,并参与多种疾病[2]。
在肝癌中,Laptm5驱动了lenvatinib的耐药性。基因组范围的CRISPR筛选发现,Laptm5的敲除能够显著降低肝癌细胞对lenvatinib的耐药性,并增加细胞凋亡[1]。在慢性鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)中,M2巨噬细胞相关的基因表达谱显示,Laptm5是M2巨噬细胞相关基因模块中的枢纽基因,可能与CRSwNP的发病机制密切相关[3]。在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中,Laptm5是免疫反应相关的基因模块中的枢纽基因,可能与NASH的发病机制密切相关[4]。在B细胞淋巴瘤中,Laptm5的表达受到Myc的抑制,Myc通过结合到Laptm5启动子上的两个E-box,从而抑制Laptm5的表达。此外,Myc还通过转录激活miR-17-3p来抑制Laptm5的表达。低LAPTM5 mRNA和高miR-17-3p的表达共同抑制了LAPTM5蛋白的表达,从而促进了肿瘤的进展[5]。
在HIV-1感染中,Laptm5是一种有效的HIV-1颗粒感染性的抑制剂。Laptm5将HIV-1包膜糖蛋白转运到溶酶体进行降解,从而抑制病毒颗粒的感染性。HIV-1的辅助蛋白Vpr通过与DCAF1结合,触发Laptm5的降解,从而克服Laptm5对HIV-1感染的抑制作用[6]。在脑出血(ICH)引起的脑损伤中,Laptm5在脑组织周围高度表达,并且与小胶质细胞、神经元和星形胶质细胞共表达。LAPTM5敲除可以减轻ICH引起的继发性脑损伤,包括神经退行性变、M1型小胶质细胞的极化和炎症级联反应[7]。在动脉粥样硬化斑块稳定性中,Laptm5是转录因子EB(TFEB)介导的自噬的靶基因之一,通过TFEB的激活和硫氢化,促进Laptm5的表达,从而增加VSMC自噬,促进胶原蛋白的分泌,并抑制细胞凋亡,从而减轻动脉粥样硬化和斑块的不稳定性[8]。
综上所述,Laptm5在多种疾病中发挥重要作用,包括肝癌、慢性鼻窦炎、非酒精性脂肪性肝炎、B细胞淋巴瘤、HIV-1感染和脑出血。Laptm5的调节机制复杂,涉及多种信号通路和调控因子。深入研究Laptm5的生物学功能和调控机制,有助于揭示多种疾病的发病机制,并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Pan, Jiaomeng, Zhang, Mao, Dong, Liangqing, Fan, Jia, Gao, Qiang. 2022. Genome-Scale CRISPR screen identifies LAPTM5 driving lenvatinib resistance in hepatocellular carcinoma. In Autophagy, 19, 1184-1198. doi:10.1080/15548627.2022.2117893. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36037300/
2. Zhang, Man-Man, Liang, Ming-Jun, Zhang, Dong-Mei, Zhang, Jian-Ping, Li, Yang-Ling. 2024. The function and mechanism of LAPTM5 in diseases. In Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie, 178, 117237. doi:10.1016/j.biopha.2024.117237. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39096616/
3. Zhu, Ying, Sun, Xiwen, Tan, Shaolin, Lin, Hai, Zhang, Weitian. 2022. M2 macrophage-related gene signature in chronic rhinosinusitis with nasal polyps. In Frontiers in immunology, 13, 1047930. doi:10.3389/fimmu.2022.1047930. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36466903/
4. Zhang, Jun-Jie, Shen, Yan, Chen, Xiao-Yuan, Zhang, Jie, Xu, Fei. 2023. Integrative network-based analysis on multiple Gene Expression Omnibus datasets identifies novel immune molecular markers implicated in non-alcoholic steatohepatitis. In Frontiers in endocrinology, 14, 1115890. doi:10.3389/fendo.2023.1115890. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37008925/
5. Zhang, Yanqing, Zhang, Xin, Zhang, Yi, Deng, Bin, Yu, Duonan. 2023. c-Myc inhibits LAPTM5 expression in B-cell lymphomas. In Annals of hematology, 102, 3499-3513. doi:10.1007/s00277-023-05434-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37713124/
6. Zhao, Li, Wang, Shumei, Xu, Meng, Shang, Hong, Liang, Guoxin. 2021. Vpr counteracts the restriction of LAPTM5 to promote HIV-1 infection in macrophages. In Nature communications, 12, 3691. doi:10.1038/s41467-021-24087-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34140527/
7. Hua, Wei, Ma, Shuainan, Pang, Yuxin, Song, Yuejia, Qi, Jiping. 2023. Intracerebral Hemorrhage-Induced Brain Injury: the Role of Lysosomal-Associated Transmembrane Protein 5. In Molecular neurobiology, 60, 7060-7079. doi:10.1007/s12035-023-03484-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37525083/
8. Chen, Zhenzhen, Ouyang, Chenxi, Zhang, Haizeng, Cai, Jun, Geng, Bin. 2022. Vascular smooth muscle cell-derived hydrogen sulfide promotes atherosclerotic plaque stability via TFEB (transcription factor EB)-mediated autophagy. In Autophagy, 18, 2270-2287. doi:10.1080/15548627.2022.2026097. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35090378/