TFEBおよびTFE3の転写活性化には、AMPK依存性のリン酸化が必要です

マクロオートファジー/オートファジーおよびリソソーム活性の増加により、腫瘍の成長、生存、化学耐性が促進されます。急性飢starの間、オートファジーはAMPK（AMP活性化プロテインキナーゼ）活性化とMTOR（ラパマイシンキナーゼの機構標的）複合体1（MTORC1）阻害によって急速に関与します。TFEB（転写因子E3）およびTFE3（IGHMエンハンサー3への転写因子結合）は、オートファジーとリソソーム活性のマスター転写調節因子であり、その細胞質/核シャトリングはMTORC1依存性マルチサイトリン酸化によって制御されます。ただし、TFEBまたはTFE3の転写活性が調節されているかどうか、どのように調節されているかは不明です。AMPKは、3つのセリン残基上のTFEBとTFE3のリン酸化を媒介し、栄養飢v、FLCN（フォリキュリン）の枯渇、MTORC1またはAMPKの薬理学的操作時にTFEBおよびTFE3転写活性をもたらすことを示しています。集合的に、MTORC1はTFEBおよびTFE3サイトゾル保持を特異的に制御しますが、AMPKはTFEBおよびTFE3転写活性に不可欠であることを示しています。MTORC1およびAMPKによるこのTFEBおよびTFE3のこの二重の反対の調節は、オートファジーの別の重要な調節因子ULK1（UNC-51のようなオートファジー活性化キナーゼ1）の調節を連想させます。驚くべきことに、化学療法はTFEBのAMPK依存性の活性化によって媒介されることを示しています。これは、AMPKの薬理学的阻害またはTFEB内のアラニン残基に対するセリン466、467および469の変異によって廃止されます。全体として、AMPKはTFEBおよびTFE3転写活性の重要な調節因子であることを示し、AMPKは化学療法耐性を回避するための癌療法の有望な標的として検証します。actb：アクチンベータ;AICAR：5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミドリボヌクレオチド;AMPK：AMP活性化プロテインキナーゼ。AMPKI：AMPK阻害剤、SBI-0206965;CA：構成的にアクティブ。CARM1：コアクチベーター関連のアルギニンメチルトランスフェラーゼ1;CFP：シアン蛍光タンパク質;明確：調整されたリソソームの発現と調節。DKO：ダブルノックアウト。DMEM：Dulbeccoの変更されたイーグルの媒体。DMSO：ジメチルスルホキシド;DQ-BSA：ウシ血清アルブミンのセルフクイーンbodipy®染料コンジュゲート。EBSS：アールのバランスの取れた塩溶液。FLCN：フォリキュリン;GFP：緑色の蛍光タンパク質;GST：グルタチオンS-トランスフェラーゼ。HD：ハンティントン病;HTT：Huntingtin;KO：ノックアウト;LAMP1：リソソーム関連膜タンパク質1;MEF：マウス胚性線維芽細胞;MITF：転写因子を誘導するメラノサイト。mTORC1：mTOR複合体1;ポリク：ポリグルタミン;RPS6：リボソームタンパク質S6;RT-QPCR：逆転写の定量的ポリメラーゼ連鎖反応。TCL：総細胞溶解物。TFE3：IGHMエンハンサー3への転写因子結合3;TFEB：転写因子EB;TKO：トリプルノックアウト。ULK1：UNC-51のようなオートファジー活性化キナーゼ1。

Increased macroautophagy/autophagy and lysosomal activity promote tumor growth, survival and chemo-resistance. During acute starvation, autophagy is rapidly engaged by AMPK (AMP-activated protein kinase) activation and MTOR (mechanistic target of rapamycin kinase) complex 1 (MTORC1) inhibition to maintain energy homeostasis and cell survival. TFEB (transcription factor E3) and TFE3 (transcription factor binding to IGHM enhancer 3) are master transcriptional regulators of autophagy and lysosomal activity and their cytoplasm/nuclear shuttling is controlled by MTORC1-dependent multisite phosphorylation. However, it is not known whether and how the transcriptional activity of TFEB or TFE3 is regulated. We show that AMPK mediates phosphorylation of TFEB and TFE3 on three serine residues, leading to TFEB and TFE3 transcriptional activity upon nutrient starvation, FLCN (folliculin) depletion and pharmacological manipulation of MTORC1 or AMPK. Collectively, we show that MTORC1 specifically controls TFEB and TFE3 cytosolic retention, whereas AMPK is essential for TFEB and TFE3 transcriptional activity. This dual and opposing regulation of TFEB and TFE3 by MTORC1 and AMPK is reminiscent of the regulation of another critical regulator of autophagy, ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1). Surprisingly, we show that chemoresistance is mediated by AMPK-dependent activation of TFEB, which is abolished by pharmacological inhibition of AMPK or mutation of serine 466, 467 and 469 to alanine residues within TFEB. Altogether, we show that AMPK is a key regulator of TFEB and TFE3 transcriptional activity, and we validate AMPK as a promising target in cancer therapy to evade chemotherapeutic resistance.Abbreviations: ACACA: acetyl-CoA carboxylase alpha; ACTB: actin beta; AICAR: 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide; AMPK: AMP-activated protein kinase; AMPKi: AMPK inhibitor, SBI-0206965; CA: constitutively active; CARM1: coactivator-associated arginine methyltransferase 1; CFP: cyan fluorescent protein; CLEAR: coordinated lysosomal expression and regulation; DKO: double knock-out; DMEM: Dulbecco's modified Eagle's medium; DMSO: dimethyl sulfoxide; DQ-BSA: self-quenched BODIPY® dye conjugates of bovine serum albumin; EBSS: Earle's balanced salt solution; FLCN: folliculin; GFP: green fluorescent protein; GST: glutathione S-transferases; HD: Huntington disease; HTT: huntingtin; KO: knock-out; LAMP1: lysosomal associated membrane protein 1; MEF: mouse embryonic fibroblasts; MITF: melanocyte inducing transcription factor; MTORC1: MTOR complex 1; PolyQ: polyglutamine; RPS6: ribosomal protein S6; RT-qPCR: reverse transcription quantitative polymerase chain reaction; TCL: total cell lysates; TFE3: transcription factor binding to IGHM enhancer 3; TFEB: transcription factor EB; TKO: triple knock-out; ULK1: unc-51 like autophagy activating kinase 1.