自噬在肝纤维化中作用研究范文

《广东医学杂志》2015年第二十期

肝纤维化是各种原因导致的肝组织损伤愈合反应，若损伤因素持续存在，肝纤维化则可逐步进展至其终末期肝硬化，一旦发展为肝硬化，其并发症多，预后差，病死率高，严重危害人类健康。肝纤维化发生机制包括炎症反应、细胞凋亡和坏死、免疫反应、肝星状细胞(hepaticstellatecell，HSC)的激活，以及细胞外基质(extracelluarmatrix，ECM)沉积。近年来，国内外研究发现自噬(autophagy)参与了肝纤维化过程，自噬将有可能成为抗纤维化治疗的潜在靶点。本文对自噬在肝纤维化中作用的研究进展作一综述。

1肝纤维化防治的困境

肝纤维化主要特征之一是肝内ECM大量生成并沉积于窦状隙内，继而出现纤维结缔组织增生，肝小叶结构破坏和血管改建，甚至形成假小叶，最终导致肝硬化。一旦发展成肝硬化失代偿期则出现严重的并发症，如肝功能衰竭和门静脉高压症(即腹腔积液、食管静脉曲张破裂出血、细菌感染、肝性脑病、肝肾综合征、慢加急性肝功能衰竭等)和肝细胞癌。因此，有效地抗肝纤维化是国内外学者的研究重点。然而，目前的抗纤维化措施主要是消除肝纤维化病因如抗病毒治疗、戒酒和饮食控制等，这些措施一般存在疗程长、疗效欠佳、不良反应多和患者依从性差等缺点。因此，急需探寻潜在的抗肝纤维化靶点。

2自噬与肝脏生理功能

自噬是细胞的自我吞噬过程，是维持细胞自稳态的重要途径之一。根据细胞质成分运送至溶酶体的方式不同可将自噬分为3种类型:大分子自噬、小分子自噬和分子伴侣介导自噬。自噬在肝细胞内较为活跃，自噬通过消除易聚集蛋白质和受损线粒体从而维持肝脏细胞的自稳态，防止肝细胞肿胀。自噬首先通过泛素结合蛋白(如SQSTM1/p62)选择性地使细胞质内聚集蛋白质和受损线粒体“泛素化”，然后SQSTM1/p62的泛素结合结构域与自噬体膜上的LC3相互作用区(LC3interactionregion)结合，促进泛素化的蛋白质和线粒体靶向自噬体并运送至溶酶体加以清除;另外，SQSTM1/p62还通过与其他信号元件如ERK1、αPKC、TRAF6、KEAP1和mTORC1相互作用参与抗氧化反应、炎症反应、细胞生长和凋亡等过程。自噬还参与了肝脏其他的生理功能如糖异生、β－脂肪酸氧化和酮体生成。有研究发现用于糖异生的氨基酸主要来源于自噬所致的蛋白质分解，而用于糖异生的脂肪酸则来源于脂滴中的三酰甘油选择性自噬。此外，在饥饿状态下新生儿的肝细胞可以通过自噬维持体内血糖处于稳定水平。同时，自噬还具有维持肝细胞线粒体的完整性和防止肝细胞衰老的作用，促进肝部分切除后肝再生。

3肝纤维化的免疫细胞效应

肝实质损伤造成持续的肝脏炎症是肝纤维化进展的主要动力。在肝纤维化进展中，个别炎症细胞选择性消耗有先天影响的固有免疫细胞和自适应的适应性免疫细胞。

3．1固有免疫细胞在小鼠持续性的肝损伤模型中，使用药物或选择性地敲除单核细胞/巨噬细胞基因，结果证明Kupffer细胞和单核/巨噬细胞的活化是纤维化的启动、延续和沉积的一个关键点。这些体外研究已经证实Kupffer细胞和单核/巨噬细胞促进HSC的活化和生存。此外，其他固有免疫细胞也被牵连。特别是，树突状细胞在肝纤维化进展中调节炎症反应。NK细胞通过诱导HSC早期凋亡和衰老抑制肝纤维化。

3．2适应性免疫细胞CD4+T淋巴细胞(Th1、Th2和Th17效应T淋巴细胞，调节性T淋巴细胞)调控纤维化进程，但到底是积极还是消极的作用，主要取决于它们各自的表型。事实上，Th1效应T淋巴细胞通过释放γ干扰素抑制肝纤维化，Th2效应T淋巴细胞通过释放白细胞介素(IL)－13促进肝纤维化。Th17淋巴细胞通过分泌IL－17增强肝肌纤维母细胞的纤维化特性。调节性T淋巴细胞的作用还有待探究，但其抗纤维化特性可能体现在心脏和肺的纤维化中。

4自噬与肝纤维化

目前抗肝纤维化的治疗策略包括抑制肝细胞凋亡和肝组织炎症，促进激活的HSC凋亡，逆转纤维化细胞表型为静止状态。自噬是近年来出现的一条新颖而复杂的肝纤维化调控通路，它既能促进肝纤维化又同时具有抗纤维化的作用，其促纤维化的作用依赖于HSC活化，而抗纤维化则与自噬的护肝和抗炎作用有关。

4．1自噬的促肝纤维化作用HSC可通过自噬消化细胞内的脂滴来维持能量平衡，由于细胞内脂滴的逐渐丢失是HSC活化的特征，因此有学者推测自噬参与了HSC激活。最近的研究发现HSC活化时微管相关蛋白1轻链3－β(microtu-bule－associatedprotein1lightchain3－β，LC3)的表达增加和p62/SQSTM1表达下降，LC3是一种自噬体膜蛋白，常作为自噬的标志性分子，LC3表达增加提示HSC激活过程中细胞内自噬活跃。相反，通过药物抑制自噬或干扰自噬相关基因(autophagyassociatedgene，Atg)的表达则能防止HSC内脂滴的丢失，并使活化的HSC转为静止型。HERNNDEZGEA等发现肝纤维化患者的HSC内自噬体增多，自噬能促进HSC脂滴内视黄酯分解成游离脂肪酸，并且使线粒体内的β氧化水平增加。至于HSC自噬是如何被触发的，目前尚不清楚。有学者认为可能与氧化应激和内质网应激有关。除了自噬能启动HSC的激活，事实上自噬还能使活化的HSC表型得以维持并促进其进一步增殖。体外培养的HSC在抑制自噬基因Atg7或Atg5后细胞的增殖受到了抑制，同时HSC活化标志物α－平滑肌肌动蛋白(alphasmoothmuscleactin)的表达水平被下调。这些结果同样在动物实验中得以进一步证实，特异性敲除Atg的小鼠(Atg7F/F－GFAP－cre)经注射四氯化碳或硫代乙酰胺后活化的HSC及其产物如ECM均显著减少，说明自噬的失活能延缓肝纤维化的进展。有趣的是，自噬的失活同样能延缓肾和肺纤维化的进展，提示自噬是纤维化途径的潜在靶点。然而，最近的研究表明自噬通过抑制肝细胞的凋亡和诱导Kupffer细胞产生抗炎作用而发挥抗纤维化的作用。

4．2自噬的抗肝纤维化作用自噬的抗炎作用能抑制肝纤维化的发展。首先，自噬能促进单核细胞分化成巨噬细胞，再是巨噬细胞自噬能防止炎症介质的过度释放。抑制巨噬细胞的自噬能使炎症介质IL－1β和IL－1α分泌显著增加，而IL－1α和β分泌增加则能促进中性粒细胞和单核细胞在肝脏聚集，诱导肝细胞的凋亡。另外，IL－1α和β通过旁分泌途径促进肌成纤维化细胞致纤维化活性。这些研究均提示巨噬细胞自噬可能是机体对于肝损伤的一种保护性反应，通过抑制炎症反应而发挥抗肝纤维化作用。自噬还能通过调控T淋巴细胞的活化抑制炎症反应。

自噬缺陷的巨噬细胞能过度分泌IL－1α和IL－1β，这两种细胞因子与IL－6和TGF－β一起促进Th0细胞向Th17细胞分化并分泌IL－17;同样，抑制树突状细胞的自噬也能促进γδT细胞分泌炎症介质如IL－17。而且，自噬基因敲除小鼠表现出炎症反应增强，促炎症介质IL－1和IL－17分泌增加。鉴于IL－17在肝纤维化的作用，巨噬细胞或树突状细胞自噬很可能通过限制IL－17释放间接发挥抗肝纤维化的作用，值得进一步研究。除了抗炎作用外，自噬的护肝作用也可能有助于抑制肝纤维化。自噬的护肝作用主要体现在维持肝脏细胞的能量平衡，自噬通过清除错误折叠蛋白、过度积累的脂类(脂肪分解)和(或)受损的线粒体(线粒体自噬)等途径保证肝脏细胞的能量供给，降低细胞发生氧化应激和脂质过氧化损伤的可能性。在非酒精性脂肪肝病的发病过程中游离脂肪酸抑制肝细胞自噬，从而诱导肝细胞凋亡;反之，自噬促进游离脂肪酸的清除表现出抗细胞凋亡的作用。同时，自噬还能抑制急性酒精诱导的肝细胞凋亡。在乙酰氨基酚中毒所致肝损伤过程中自噬可以清除受损的线粒体(线粒体自噬)从而防止肝细胞坏死。此外，在缺血/再灌注损伤时肝细胞自噬能抑制触发死亡。最后，自噬还能限制α1－抗胰蛋白酶缺乏症动物模型体内α1－抗胰蛋白酶突变体细胞的聚集，从而抑制肝纤维化的进一步发展。

综上所述，自噬是一把双刃剑。一方面自噬的抗炎和护肝作用使其发挥抑制肝纤维化的效应;另一方面HSC自噬则使其具有促肝纤维化作用。如何扬长避短需要对自噬在肝纤维化中的作用机制做更为详细的研究。

作者：陈颖 傅念 阳学风 吴清 蒋良君 单位：南华大学附属南华医院消化内科