唐艷芬陽(yáng)學(xué)風(fēng)

作者單位：421002 湖南衡陽(yáng) 南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院1放射科，2消化內(nèi)科

細(xì)胞自噬與肝臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

唐艷芬1陽(yáng)學(xué)風(fēng)2

作者單位：421002 湖南衡陽(yáng) 南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院1放射科，2消化內(nèi)科

細(xì)胞自噬是細(xì)胞利用溶酶體自身消化的代謝過(guò)程。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬在肝纖維化、肝炎、肝細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用，本文就細(xì)胞自噬與肝臟疾病相關(guān)性的研究進(jìn)展作一綜述。

細(xì)胞自噬；肝纖維化；肝細(xì)胞癌；肝炎

細(xì)胞自噬（autophagy）是細(xì)胞利用溶酶體降解和清除細(xì)胞內(nèi)受損、衰老的細(xì)胞器［1］以及無(wú)功能或折疊錯(cuò)誤的大分子蛋白質(zhì)［2］，使其降解產(chǎn)物再次被細(xì)胞重新利用，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)平衡的一種高度保守的自身消化代謝過(guò)程［3］。根據(jù)自噬底物種類和底物轉(zhuǎn)運(yùn)方式的不同，細(xì)胞自噬可分為巨自噬、微自噬以及分子伴侶介導(dǎo)自噬三種類型［4］。巨自噬是指待降解的自噬底物被非溶酶體的雙層膜包裹形成自噬小體，并移至溶酶體降解為氨基酸等小分子物質(zhì)的過(guò)程，即通常所說(shuō)的細(xì)胞自噬［5］。微自噬是指細(xì)胞質(zhì)中的自噬底物被溶酶體膜包裹降解的過(guò)程。分子伴侶介導(dǎo)自噬是指自噬底物依賴分子伴侶介導(dǎo)途徑進(jìn)入溶酶體而被降解的過(guò)程［6］。在生理情況下，細(xì)胞自噬是保障細(xì)胞正常增殖和分化的重要生理機(jī)制，然而細(xì)胞自噬也存在重要的病理意義，近年來(lái)報(bào)道顯示肝臟炎癥［7-9］、腫瘤［10-11］、纖維化［12］等多種病理過(guò)程和細(xì)胞自噬機(jī)制有關(guān)。本文就細(xì)胞自噬與肝臟疾病相關(guān)性的研究進(jìn)展作一綜述。

1 細(xì)胞自噬與肝纖維化的關(guān)系

目前研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬參與肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell，HSC）的活化，而HSC的活化被普遍認(rèn)為是肝纖維化形成的中心環(huán)節(jié)［13］。HSC是合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì)（extracellualrmatrix，ECM）并可以產(chǎn)生膠原酶的一種肝間質(zhì)細(xì)胞［14］。HSC的活化需要消耗能量，而這部分能量的來(lái)源主要由HSC細(xì)胞自噬分解脂滴提供。Hernández-Gea等［15］研究證實(shí)HSC細(xì)胞內(nèi)脂自噬是通過(guò)分解甘油三脂得到產(chǎn)物非酯化脂肪酸，而該產(chǎn)物可跨膜入線粒體，以β氧化的形式生成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP），調(diào)控細(xì)胞內(nèi)能量平衡并完成對(duì)HSC活化的能量輸送。因此，細(xì)胞自噬成為了細(xì)胞供能的一種形式。Heaton等［16］也證實(shí)了脂自噬對(duì)HSC線粒體內(nèi)β氧化的維持必不可少，這與之前的觀點(diǎn)大致相同［15］。Thomes等［17］通過(guò)體外培養(yǎng)原代HSC，發(fā)現(xiàn)HSC的自噬行為一方面可以通過(guò)缺氧誘導(dǎo)因子調(diào)節(jié)HSC活化從而促進(jìn)HSC細(xì)胞增殖，另一方面則經(jīng)TGFβ1/Smad信號(hào)介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄通路促進(jìn)I型膠原蛋白的生成。

現(xiàn)階段研究結(jié)果尚未明確肝纖維化的發(fā)生機(jī)制，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為肝纖維化發(fā)生最具特征性變化的是肝損傷修復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)ECM沉積，ECM沉積造成肝實(shí)質(zhì)瘢痕組織生成導(dǎo)致肝纖維化，進(jìn)而發(fā)展為肝硬化。HSC靜止期可激活成纖維細(xì)胞，使之產(chǎn)生大量的纖維成分導(dǎo)致瘢痕組織形成。而活化后的HSC則可直接生成ECM、膠原蛋白，從而替代肝實(shí)質(zhì)［15］。理論上，制備出一種對(duì)細(xì)胞自噬的抑制劑，通過(guò)抑制HSC的活化，或可用于治療肝纖維化。但也必須意識(shí)到，自噬普遍存在于體內(nèi)所有細(xì)胞內(nèi)，是細(xì)胞維持穩(wěn)態(tài)的重要生理活動(dòng)，抑制細(xì)胞自噬同樣會(huì)影響正常細(xì)胞代謝活動(dòng)。

2 細(xì)胞自噬與肝癌的關(guān)系

細(xì)胞自噬具有抑癌作用，主要受自噬相關(guān)基因Beclin-1的調(diào)控［18］。Sarkar等［19］研究表明，Beclin-1基因拷貝缺失的小鼠伴隨著較高的腫瘤發(fā)生率。就肝癌而言，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Beclin-1基因敲除的小鼠同樣具有較高的肝癌發(fā)生率［20］。在化學(xué)藥物誘導(dǎo)成瘤的大鼠肝癌模型中，已發(fā)生癌變的細(xì)胞及其癌周肝細(xì)胞，其自噬性蛋白降解能力均低于正常肝細(xì)胞，再次提示了自噬能力的下降與肝癌的發(fā)生有關(guān)［21］。

Kern等［22］發(fā)現(xiàn)環(huán)氧合酶-2（cylooxygenase-2，C0X-2）抑制劑可以有效抑制肝癌細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。Dong等［23］研究則進(jìn)一步證明了COX-2抑制劑通過(guò)上調(diào)肝癌細(xì)胞Beclin-1和LC3-Ⅱ表達(dá)，繼而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞自噬。LC3是哺乳類酵母自噬相關(guān)蛋白8基因的同源基因產(chǎn)生的細(xì)胞自噬不可或缺的蛋白，同樣參與細(xì)胞自噬過(guò)程。董小鋒等［24］報(bào)道肝癌細(xì)胞經(jīng)COX-2抑制劑美洛昔康處理后，肝癌細(xì)胞的自噬溶酶體和自噬體明顯增多，肝癌的發(fā)生率顯著下降。上述研究結(jié)果顯示，上調(diào)肝癌細(xì)胞Beclin-1和LC3-Ⅱ的表達(dá)可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞的細(xì)胞自噬行為，致使其凋亡、衰變，這在肝癌傳統(tǒng)治療的基礎(chǔ)上［25］提供了一個(gè)新的思路。

3 細(xì)胞自噬與肝炎的關(guān)系

細(xì)胞自噬除了維持細(xì)胞生理學(xué)的穩(wěn)態(tài)外，還參與肝臟的免疫應(yīng)答系統(tǒng)［26］。Pant等［27］研究證明HBV可以誘導(dǎo)肝細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞自噬，且細(xì)胞自噬反過(guò)來(lái)又可以增強(qiáng)HBV的復(fù)制，這種現(xiàn)象廣泛存在于人類HBV感染者中。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的具體機(jī)制目前尚存在爭(zhēng)議。Tian等［28］以細(xì)胞自噬起始過(guò)程中發(fā)揮重要效應(yīng)的Atg5作為研究出發(fā)點(diǎn)，Atg5缺失的轉(zhuǎn)基因小鼠中，其細(xì)胞自噬受限且HBV DNA載量以及血清HBeAg、HBsAg濃度均明顯下降。該實(shí)驗(yàn)還進(jìn)一步表明，野生型小鼠肝細(xì)胞內(nèi)，HBV核心抗原主要分布于細(xì)胞核，而在基因敲除小鼠轉(zhuǎn)染的HBV核心抗原從細(xì)胞核彌散到細(xì)胞質(zhì)中。由于HBV核心抗原的羧基末端含有磷酸化的位點(diǎn)和核內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通道，可以協(xié)助調(diào)節(jié)HBV核心抗原的定位，因此認(rèn)為自噬影響了HBV核心抗原在宿主細(xì)胞核的錨定，這對(duì)于HBV的體內(nèi)復(fù)制相當(dāng)重要。這一途徑的發(fā)現(xiàn)很有可能成為治療HBV的潛在靶點(diǎn)。

4 小結(jié)

細(xì)胞自噬作為細(xì)胞維持內(nèi)環(huán)境平衡的一種重要方式，參與了細(xì)胞內(nèi)多種生理及病理過(guò)程。目前細(xì)胞自噬與肝臟疾病之間相關(guān)性研究還主要集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，部分藥物純化的難度較大、毒副作用的控制及缺乏大樣本隨機(jī)數(shù)據(jù)的收集等問(wèn)題亟待解決。但隨著相關(guān)研究的深入，細(xì)胞自噬有望為肝臟疾病的治療提供新的思路。

［1］ SirD，Tian Y，ChenWL，etal.Theearlyautophagic pathway isactivated by hepatitis B virus and required for viral DNA replication［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（9）：4383-4388.

［2］ Qiu DM，Wang GL，Chen L，et al.The expression of beclin-1，an autophagic gene，in hepatocellular carcinoma associated with clinical pathological and prognostic significance［J］.BMC Cancer，2014，14：327.

［3］ Ge YY，ShiQ，Zheng ZY，etal.MicroRNA-100 promotes the autophagy of hepatocellular carcinoma cells by inhibiting the expression of mTOR and IGF-1R［J］.Oncotarget，2014，5（15）：6218-6228.

［4］ Rubinsztein DC，Codogno P，Levine B.Autophagy modulation as a potential therapeutic target for diverse diseases［J］.Nat Rev Drug Discov，2012，11（9）：709-730.

［5］ Deretic V，Levine B.Autophagy，immunity，and microbial adaptations［J］.Cell HostMicrobe，2009，18；5（6）：527-549.

［6］ Wang Z，Han W，Sui X，et al.Autophagy：A novel therapeutic target for hepatocarcinoma（Review）［J］.Oncol Lett，2014，7（5）：1345-1351.

［7］ Yamaguchi O，Otsu K.Role of autophagy in aging［J］.JCardiovasc Pharmacol，2012，60（3）：242-247.

［8］ Scharl M，Rogler G.Inflammatory bowel disease：dysfunction of autophagy？［J］.Dig Dis，2012，3：12-19.

［9］ Jin J，Lee KB，Park SY，etal.Nicotinamide inhibitshepatic fibrosis by suppressing DNA synthesis and enhancing apoptosis of hepatic stellate cells［J］.Virchows Arch，2011，458（6）：689-696.

［10］Lee YJ，Hah YJ，Kang YN，et al.The autophagy-related marker LC3 can predict prognosis in human hepatocellular carcinoma［J］.PLoS One，2013，8（11）：e81540.

［11］Bao L，Chandra PK，Moroz K，et al.Impaired autophagy response in human hepatocellular carcinoma［J］.Exp Mol Pathol，2014，96（2）：149-154.

［12］Friedman SL.Mechanismsofhepatic fibrogenesis.Gastroenterology［J］. 2008 May，134（6）：1655-1669.

［13］Lee UE，F(xiàn)riedman SL.Mechanisms of hepatic fibrogenesis［J］.Best Pract Res Clin Gastroenterol，2011，25（2）：195-206.

［14］Thoen LF，Guimara es EL，DolléL，et al.A role for autophagy during hepatic stellate cell activation［J］.JHepatol，2011，55（6）：1353-1360.

［15］ Hernández-Gea V，Ghiassi-Nejad Z，Rozenfeld R，et al.Autophagy releases lipid that promotes fibrogenesis by activated hepatic stellate cells in mice and in human tissues［J］.Gastroenterology，2012，142（4）：938-946.

［16］Heaton NS，Perera R，Berger KL，et al.Dengue virus nonstructural protein 3 redistributes fatty acid synthase to sites of viral replication and increases cellular fatty acid synthesis［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（40）：17345-17350.

［17］Thomes PG，Trambly CS，Thiele GM，et al.Proteasome activity and autophagosome content in liver are reciprocally regulated by ethanol treatmen［J］t.Biochem Biophys Res Commun，2012，417（1）：262-267.

［18］朱朋飛，秦建民.細(xì)胞自噬在肝細(xì)胞癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用及生物學(xué)意義［J］.世界華人消化雜志，2015，23（13）：2029-2035.

［19］ Sarkar S，Davies JE，Huang Z，et al.Trehalose，a novel mTOR-independent autophagy enhancer，accelerates the clearance of mutant huntingtin andα-synuclein［J］.JBiol Chem，2007，282（8）：5641-5652.

［20］Lagaye S，Brun S，Gaston J，et al.Anti-hepatitis C virus potency of a new autophagy inhibitor using human liver slicesmodel［J］.World JHepatol，2016，8（21）：902-914.

［21］ Martinez-Outschoorn UE，Whitaker-Menezes D，Pavlides S，et al. The autophagic tumor stromamodel of cancer or“battery-operated tumor growth”：A simple solution to the autophagy paradox［J］.Cell Cycle，2010，9（21）：4297-4306.

［22］Kern MA，Schubert D，Sahi D，et al.Proapoptotic and antiproliferative potential of selective cyclooxygenase-2 inhibitors in human liver tumor cells［J］.Hepatology，2002，36（4 Pt 1）：885-894.

［23］Dong X，Li R，Xiu P，et al.Meloxicam executes its antitumor effects against hepatocellular carcinoma in COX-2-dependent and-independent pathways［J］.PLoSOne，2014，9（3）：e92864.

［24］董小鋒，李杰.Meloxicam通過(guò)COX-2依賴及非依賴途徑發(fā)揮其抗肝細(xì)胞肝癌機(jī)理的研究［D］.山東大學(xué)，2014.

［25］唐耘天，唐步堅(jiān).原發(fā)性肝癌免疫治療的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)癌癥防治雜志，2013，5（1）：79-82.

［26］Yordy B，Iwasaki A.Autophagy in the control and pathogenesisof viral infection［J］.CurrOpin Viro，2011，1（3）：196-203.

［27］Pant K，Yadav AK，Gupta P，et al.Humic acid inhibits HBV-induced autophagosome formation and induces apoptosis in HBV-transfected Hep G2 cells［J］.Sci Rep，2016，6：34496.

［28］Tian Y，Sir D，Kuo CF，et al.Autophagy required for hepatitis B virus replication in transgenic mice［J］.J Virol，2011，85（24）：13453-13456.

［2016-10-20收稿］［2017-01-28修回］［編輯 江德吉］

R575

A

1674-5671（2016）06-03

10.3969/j.issn.1674-5671.2017.02.18

陽(yáng)學(xué)風(fēng)。E-mail：273897508@qq.com