陳家海 綜述，龔建平，張譯尹 審校

(1.重慶市忠縣人民醫(yī)院外科 404300；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院肝膽外科 400010；3.重慶市江津區(qū)中心醫(yī)院麻醉科 402260)

·綜述·

自噬與酒精性脂肪肝的研究進(jìn)展

陳家海1綜述，龔建平2，張譯尹3△審校

(1.重慶市忠縣人民醫(yī)院外科 404300；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院肝膽外科 400010；3.重慶市江津區(qū)中心醫(yī)院麻醉科 402260)

自噬；酒精性脂肪肝；乙醇

酒精性脂肪肝(AFLD)是一種世界范圍內(nèi)普遍存在的肝臟疾病。有研究表明，當(dāng)肝細(xì)胞失去了自噬能力的時(shí)候，細(xì)胞將發(fā)生凋亡，這可能會(huì)導(dǎo)致肝臟炎癥、纖維化和腫瘤的發(fā)生。乙醇降低自噬的作用，這可能是乙醇誘導(dǎo)肝損傷的原因[1]。自噬作為其中一種保護(hù)機(jī)制，對(duì)肝細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)起著至關(guān)重要的作用[2]。乙醇攝入將會(huì)擾亂細(xì)胞內(nèi)肝臟的穩(wěn)態(tài)，然后乙醇氧化產(chǎn)生許多活性氧(ROS)，這可能促使AFLD的變性和形成Mallory-Denk 小體。乙醇或其他代謝產(chǎn)物可通過ROS的固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄因子,激活脂肪的生成。此外，ROS也會(huì)誘導(dǎo)線粒體能量和氧化還原電位結(jié)構(gòu)和功能的改變[3]。在酒精性肝細(xì)胞中，自噬不僅能去除受損的細(xì)胞器和細(xì)胞內(nèi)的成分，還可以表現(xiàn)出較高的細(xì)胞凋亡閾值。

1 自噬的本質(zhì)

自噬是細(xì)胞的一種降解過程。雙層膜自噬體與溶酶體是組成自噬細(xì)胞的材料。自噬可能負(fù)責(zé)大部分正常細(xì)胞的自噬活性，并能降解大細(xì)胞成分比如蛋白質(zhì)、線粒體、脂滴或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。自噬過程發(fā)生包括3個(gè)步驟：(1)自噬體形成；(2)溶酶體與自噬體融合；(3)溶酶體降解并再生為代謝前體,如氨基酸和脂肪酸。自噬促進(jìn)脂質(zhì)水解和自由脂肪酸的生成。自噬調(diào)節(jié)復(fù)雜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中mTORC1和磷酸腺苷活化的蛋白激酶(AMPK)是細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳感器，分別抑制和刺激自噬。自噬的核心機(jī)制是atg分子形成復(fù)合物，這些分子復(fù)合物包括：(1)ulk1-fip200-atg13激酶復(fù)合物；(2)beclin1-vps34 PI3激酶復(fù)合物Ⅲ類；(3)atg9-atg2-atg18復(fù)合物；(4)atg5-atg12-atg16和atg8/LC3共軛系統(tǒng)。這些atg復(fù)合體的重要作用在自噬調(diào)節(jié)時(shí)已被廣泛驗(yàn)證。

2 乙醇誘導(dǎo)肝細(xì)胞自噬機(jī)制的研究

乙醇對(duì)乙醛的氧化是由酶介導(dǎo)的，其中包括乙醇脫氫酶(ADH)、細(xì)胞色素P450 2E1(CYP2E1)、過氧化氫酶(CAT)，然后經(jīng)乙醛脫氫酶轉(zhuǎn)化為乙酸。經(jīng)乙醇處理后的肝細(xì)胞與正常的肝細(xì)胞相比具有更強(qiáng)的抗利尿激素作用和CYP2E1表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)生成更多的自噬小體，缺乏代謝能力或已預(yù)處理的ADH-CYP2E1、抑制劑4-甲基吡唑(4MP)和脫氫酶等抑制劑阻斷自噬的誘導(dǎo)。這些研究結(jié)果表明，乙醇代謝可能會(huì)導(dǎo)致乙醇誘導(dǎo)的自噬氧化產(chǎn)生很多的ROS。乙醇刺激肝細(xì)胞可能會(huì)受到自噬的抑制，這表明ROS是乙醇誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的重要抗氧化劑。目前發(fā)現(xiàn)，抑制氧化應(yīng)激和激活物促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路能有效地保護(hù)肝臟免受急性酒精的刺激[4]。乙醇可快速誘導(dǎo)JNK1和JNK2的磷酸化[5]。JNK抑制劑抑制mTOR下游的磷酸化，磷酸化S6K1和真核起始因子4ebinding蛋白-1(4EBP1)，從而最終促進(jìn)自噬，這表明JNK的活化可抑制自噬[6]。這個(gè)明顯矛盾的原因可能是JNK1和JNK2通路之間的活化差異造成的。乙醇代謝導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分裂和未折疊蛋白反應(yīng)[7]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還可以刺激自噬肌醇酶(IRE1)的增加，atg1的表達(dá)和atg8功能的加強(qiáng)，另一個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力傳感器-PERK，有助于LC3和atg5的表達(dá)。降低S6K1和4EBP1的磷酸化狀態(tài)，抑制mTOR下游蛋白質(zhì)的磷酸化[8]，在酒精性肝細(xì)胞中可能抑制自噬的作用。然而，mTOR中具體的信號(hào)級(jí)聯(lián)對(duì)抑制自噬的作用還未完全清楚，有報(bào)道稱激活A(yù)MPK導(dǎo)致TSC1/2的一個(gè)亞基磷酸化，mTORC1的亞基抑制自噬。在肝細(xì)胞中，乙醇激活能量傳感器AMPK，由于ATP在線粒體的消耗和AMPK活性的增加來(lái)誘導(dǎo)肝細(xì)胞的自噬。有越來(lái)越多的證據(jù)表明乙醇誘導(dǎo)的自噬包括PI3K/Akt通路[9]。

3 自噬是如何影響酒精性肝病的發(fā)病機(jī)制

酒精性肝病的病理特點(diǎn)包括脂肪變、炎癥、纖維化和肝硬化。通常認(rèn)為酒精性肝病的發(fā)病機(jī)制與氧化應(yīng)激,活性中間體(包括乙醛、NADH/NAD+和ROS)的生成增加密切相關(guān)。乙醇被ADH氧化生成乙醛，隨后被乙醛脫氫酶氧化[10]。在這兩個(gè)步驟中，NADH的生成和氧化間接通過線粒體電子傳遞系統(tǒng)。過多數(shù)量的NADH降低線粒體電子傳遞系統(tǒng)的能力，這被認(rèn)為可使線粒體ROS增加，并引起乙醇誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。酒精性肝病線粒體結(jié)構(gòu)與功能的改變被認(rèn)為可引起氧化應(yīng)激，包括氧化磷酸化，增加線粒體DNA鏈的斷裂與缺失，線粒體蛋白質(zhì)組的改變和線粒體動(dòng)力學(xué)的改變。增加氧的自由基組合和乙醇引起的脂質(zhì)代謝會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和酒精性肝病線粒體損傷，二者可以形成一個(gè)惡性循環(huán)，進(jìn)一步加深氧化損傷。在這種情況下，降低脂肪酸水平和清除受損的線粒體可以降低傷害。去除脂質(zhì)液滴可能有利于平衡酯化反應(yīng)，降低細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸的水平。脂肪分解和線粒體自噬的發(fā)生基于自噬體與線粒體脂滴的共存[11]?？寡趸瘎┛梢砸种埔掖颊T導(dǎo)的線粒體自噬[12]，或改善脂肪肝的急慢性癥狀。這通常取決于自噬所選擇的底物類型，但區(qū)別往往不明顯。這些機(jī)制的探索，可以給改善疾病帶來(lái)新的治療方式。同時(shí)可以通過自噬誘導(dǎo)劑(如雷帕霉素)增強(qiáng)自噬[13]，減少乙醇中毒和其他環(huán)境細(xì)胞的損傷，但這種方法可能有局限性。自噬相關(guān)選擇性的增強(qiáng)可能會(huì)更好地控制個(gè)體疾病的發(fā)展。

4 自噬在酒精性肝細(xì)胞的作用

自噬主要是一種保護(hù)機(jī)制，作為一種清潔劑去除受損的細(xì)胞器和細(xì)胞內(nèi)的成分。針對(duì)急性酒精的治療，自噬的信號(hào)作用伴隨溶酶體相關(guān)膜蛋白1(LAMP1)呈劑量依賴性增加。把預(yù)處理的小鼠atg7 siRNA(一種自噬蛋白質(zhì))或缺陷小鼠atg7(錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì))與野生型小鼠相比，發(fā)現(xiàn)脂肪酸和受損的線粒體水平是升高的[14]。atg被認(rèn)為是自噬調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵。atg7已確定參與自噬囊泡的延伸。除了atg7、atg1、atg11和atg13等其他蛋白也被廣泛的研究于PI3K通路中，引發(fā)上游信號(hào)級(jí)聯(lián)來(lái)調(diào)節(jié)mTOR的活性[15]。另外，抗凋亡蛋白(Bcl-2)也是重要的蛋白質(zhì)，它在自噬調(diào)控中扮演主導(dǎo)角色[16]。在不同的Bcl-2蛋白家族成員中，Beclin-1家族蛋白參與自噬體的形成。Beclin-1包括Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w和Mcl-1作為自噬誘導(dǎo)脂質(zhì)激酶的活化劑。當(dāng)自噬被抑制時(shí)，Beclin-1滅活后激活Bcl-2，因此Beclin-1的代謝是自噬重要的調(diào)控機(jī)制。然而,與急性乙醇治療相比,慢性乙醇侵蝕導(dǎo)致自噬小體的密度下降,從而誘導(dǎo)蛋白質(zhì)和脂滴降解。因此，自噬可以保護(hù)被乙醇侵蝕的肝細(xì)胞。

5 乙醇在酒精性肝病的自噬動(dòng)力學(xué)

乙醇激活自噬是由于可以激活體內(nèi)和體外培養(yǎng)的肝細(xì)胞[17]。這些激活需要乙醇代謝，從而需要ADH和CYP2E1的激活[18]。正如上面所討論的，乙醇會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，這是許多乙醇致使細(xì)胞變性的基礎(chǔ)。氧化應(yīng)激似乎是誘導(dǎo)自噬的，乙醇主要的代謝物——乙醛(親氧化劑)可以觸發(fā)自噬[19]?？寡趸瘎┤鏝-乙酰半胱氨酸(NAC)能抑制乙醇誘導(dǎo)的自噬。此外，親環(huán)素D如果缺失，乙醇誘導(dǎo)的線粒體自噬受損，可由于滲透的減少,從而減少ROS的生成，抑制mTORC1、AMPK的激活來(lái)促進(jìn)乙醇誘導(dǎo)的自噬氧化應(yīng)激作用,自噬被雷帕霉素激活來(lái)減輕乙醇誘導(dǎo)的肝損傷。最近，已證明轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子(FoxO3a)在乙醇治療期間被激活,并負(fù)責(zé)幾個(gè)自噬基因的轉(zhuǎn)錄。眾所周知，白藜蘆醇可應(yīng)對(duì)乙醇所致的肝損傷，它也可以激活自噬并通過脫乙酰作用增加FoxO3a和SIRT1的活性。

乙醇攝入可導(dǎo)致蛋白酶體抑制和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，二者都是已知的與自噬激活有關(guān)。通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的UPR抑制蛋白酶體引起的自噬代償激活，其中涉及IRE-1和JNK途徑。事實(shí)上，蛋白酶體活性與乙醇誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬激活呈負(fù)相關(guān)。另外，金屬元素如鋅也可在乙醇侵蝕基礎(chǔ)水平下的肝癌細(xì)胞中參與自噬[20]。因此，鋅培養(yǎng)基有刺激自噬的作用，乙醇刺激可以改變鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的金屬硫蛋白表達(dá)，從而激活自噬。

目前研究表明，乙醇對(duì)細(xì)胞自噬在疾病的不同階段有著不同的影響。在疾病的早期階段，乙醇代謝可激活自噬體，反過來(lái)刺激自噬小體促進(jìn)脂滴回收，導(dǎo)致惡性循環(huán)。然而，在慢性乙醇攝入的疾病后期，可能因?yàn)橐恍┰蜃允赡遗菝芏葧?huì)減少。首先，蛋白酶體經(jīng)過長(zhǎng)期接觸活性氧，其降解未折疊蛋白的能力可能會(huì)下降。這可能會(huì)促使未折疊蛋白反應(yīng)，最終導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。因此,來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要atg蛋白質(zhì)自噬體和細(xì)胞器膜形成減少。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的生化過程與自噬的時(shí)間調(diào)節(jié)有復(fù)雜關(guān)聯(lián)，這是一個(gè)有待進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。因此，在疾病的早期階段，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能抑制自噬[21]。其次，中間產(chǎn)物乙醛可能會(huì)損害細(xì)胞骨架微管蛋白的結(jié)構(gòu)，從而阻斷自噬運(yùn)輸。最后，自噬的正調(diào)節(jié)能明顯抑制慢性乙醇的侵蝕。此外，蛋白水解的效率由于溶酶體酸化和含量的下降，組織蛋白酶B和L可能會(huì)降低?？傊砸掖紨z入可能妨礙自噬溶酶體的功能。

此外，自噬通過調(diào)控可抑制Bcl-2蛋白細(xì)胞凋亡。然而，肝毒性物質(zhì)的積累，包括脂滴、受損的線粒體、未折疊的蛋白質(zhì)，特別是ROS有抑制自噬的能力。因此對(duì)肝細(xì)胞產(chǎn)生內(nèi)在和外在的損傷，這對(duì)乙醇侵蝕肝細(xì)胞產(chǎn)生更大的影響，由此看來(lái)自噬或凋亡仍然是一個(gè)不能完全回答清楚的問題。

回顧過去，針對(duì)乙醇誘導(dǎo)自噬機(jī)制的各項(xiàng)研究工作已經(jīng)開展，雖然少部分機(jī)制在很大程度上已被解開，但大部分分子水平上的細(xì)節(jié)仍然未被發(fā)現(xiàn)。相互矛盾的條件可以減輕自噬在急性和慢性乙醇中毒的誘導(dǎo)作用。激活JNK1和JNK2的通路狀態(tài)，之間存在的差異可導(dǎo)致部分肝臟的損傷，而P62和自噬的關(guān)系也還沒有明確。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到由單一的乙醇引起的肝臟疾病階段，乙醇攝入可引起不同階段不同嚴(yán)重程度的肝臟疾病。自噬的情況可能更復(fù)雜，如果沒有對(duì)酒精性肝病有一個(gè)充分的了解，自噬在臨床上的應(yīng)用可能仍然是難以把握的。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2017.33.045

重慶市衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)2016年醫(yī)學(xué)科研計(jì)劃項(xiàng)目(2016MSXM206)。

陳家海(1968-)，副主任醫(yī)師，本科，主要從事肝膽、胃腸外科方面的研究?！?/p>

，E-mail：595633794@qq.com。

R575

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1671-8348(2017)33-4738-03

2017-05-21

2017-07-16)