符熾冰，曹舒清，張鈺靖，黎可欣

(山西醫(yī)科大學(xué)，太原 030000)

皮膚的光衰老與長(zhǎng)期或不斷暴露于紫外光(UV)所引起的累積損害有主要關(guān)聯(lián)[1]。紫外線按照頻率與波段分成中低頻長(zhǎng)波(UVA，320～400 nm)、中頻中波(UVB，280～320 nm)和高頻短波(UVC，200～280 nm)[2]。UVA具有較強(qiáng)的穿透性，可深入作用于真皮層。UVC則因?yàn)橛谐粞鯇幼钃跹芯枯^少，但因?yàn)榻陙沓粞蹩斩吹某霈F(xiàn)，UVC的光老化作用逐漸凸顯。UVA和UVB主要通過氧化自由基、細(xì)胞因子等造成皮膚細(xì)胞凋亡、活力下降以及破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，從而引起皮膚光老化[3]。長(zhǎng)時(shí)間或反復(fù)暴露于紫外線所造成的累積損傷是引起現(xiàn)今皮膚光老化的主要原因。紫外線可以直接損傷皮膚細(xì)胞DNA引起細(xì)胞衰老，也可以作用于細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等，引起細(xì)胞內(nèi)自由基增加，間接通過一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)引起凋亡。

自噬作為細(xì)胞面對(duì)損傷時(shí)的一種應(yīng)激反應(yīng)，可通過消除在光衰老細(xì)胞內(nèi)損傷的細(xì)胞器、減少光老化產(chǎn)生的ROS等延緩光老化進(jìn)程[4]。但對(duì)自噬如何減輕紫外線照射所帶來的損傷以及通過何種機(jī)制促進(jìn)皮膚細(xì)胞的自我修護(hù)，目前的研究并不明確。因此，研究自噬相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制阻滯皮膚光老化可發(fā)揮重要作用[5]。

1 紫外線介導(dǎo)皮膚光老化

紫外線主要通過類電離輻射的非直接作用引起細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)。UV照射皮膚后，細(xì)胞內(nèi)ROS水平增加，抗氧化能力降低，一系列細(xì)胞學(xué)形態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，進(jìn)而破壞細(xì)胞的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等[6-7]。而不同波長(zhǎng)頻率的紫外線對(duì)皮膚的誘導(dǎo)效應(yīng)有所差別，目前關(guān)于UVA致成纖維細(xì)胞老化凋亡途徑有以下兩方面：一方面直接作用于細(xì)胞膜，包括細(xì)胞因子受體途徑、生長(zhǎng)因子受體途徑、神經(jīng)酰胺途徑等[8]。另一方面則是活性氧自由基、活性氮自由基、基質(zhì)金屬蛋白酶等活性物質(zhì)作用于細(xì)胞質(zhì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)自由基增多[9]。UVB多數(shù)直接被表皮角質(zhì)細(xì)胞DNA吸收，形成光化產(chǎn)物CPDs、6-4PPs等。少數(shù)穿透表皮作用于真皮成纖維細(xì)胞后使之產(chǎn)生急性光損傷，使得細(xì)胞內(nèi)受損的細(xì)胞器蛋白質(zhì)等大量增加[10]。研究者對(duì)UVB誘導(dǎo)衰老的成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄譜的分析揭示了miRNAs和mRNAs的差異調(diào)節(jié)過程，并揭示了幾種調(diào)節(jié)途徑在這一過程中的作用。

目前已有充足研究證明，人的皮膚成纖維細(xì)胞形態(tài)變化與UV照射時(shí)間強(qiáng)度有關(guān)，中小劑量時(shí)直接效應(yīng)是上調(diào)細(xì)胞增殖活性，而大劑量時(shí)，由于細(xì)胞損傷嚴(yán)重，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯變化。研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著照射后時(shí)間的推移，本來被激活的自噬功能有逐漸消退的趨勢(shì)，自噬體陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)逐漸下降，但均高于非照射組。

2 自噬維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)并參與皮膚光老化的修復(fù)

目前，自噬有關(guān)理論主要將其分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬，巨自噬是皮膚抗光老化的研究重點(diǎn)。自噬體通過將底物包裹后與溶酶體融合形成自溶體，接頭和載體在自溶體處被降解，由此產(chǎn)生的分子被循環(huán)到細(xì)胞質(zhì)中，參與維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)過程。當(dāng)細(xì)胞受到外界應(yīng)激原刺激時(shí)，腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)被p53和Ses-n2激活，引起細(xì)胞自噬。正常情況下，溶酶體表面的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1(mTORC1)通過磷酸化人類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(ULK1)下調(diào)自噬水平。AMPK激活了TSC1/2，以控制mTORC1的活性。同時(shí)反應(yīng)中的快速去磷酸化作用激活了ULK1，進(jìn)一步激活了Beclin1。Beclin1進(jìn)而與Vps43結(jié)合形成PI3K復(fù)合物，然后與不同調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，參與自噬的不同階段，如自噬泡的形成。UVRAG是p53的靶基因，用于促進(jìn)PI3K復(fù)合物的形成和自噬泡的運(yùn)輸。兩個(gè)泛素樣共軛系統(tǒng)促進(jìn)LC3-I的脂肪分化形成LC3-II，并使新生的吞噬細(xì)胞膜延伸，使自噬泡轉(zhuǎn)變?yōu)樽允审w。類e1激活酶Atg7可以激活類e2激活酶Atg3(系統(tǒng)1)或Atg10(系統(tǒng)2)，隨后激活與Atg16的類e3鏈酶復(fù)合物Atg5-Atg12偶聯(lián)物，繼而產(chǎn)生LC3-II。LC3-II與適配蛋白或自噬受體(如p62)結(jié)合，而后者又通過修飾(如多泛素化)與載體結(jié)合，使自噬體成熟效率大大提高。與自噬表達(dá)輕微上升時(shí)造成細(xì)胞活性增高不同，自噬過度表達(dá)時(shí)細(xì)胞活性呈下降趨勢(shì)。抑制或過度上調(diào)自噬都會(huì)改變細(xì)胞命運(yùn)，使其從衰老轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛲觥?/p>

研究表明，成纖維細(xì)胞接受UV輻射以后發(fā)生急性光損傷，隨著照射后時(shí)間的推移，接受輻射的劑量逐漸增加，細(xì)胞內(nèi)氧化產(chǎn)物大量增加，反饋性地上調(diào)自噬功能。當(dāng)人體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡時(shí)，氧化應(yīng)激使機(jī)體產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物，包括自由基和非自由基，被視為人體衰老和疾病產(chǎn)生的一個(gè)重要原因。活性氧水平升高會(huì)引起蛋白質(zhì)、脂類和DNA的氧化損傷，自噬通過聚集蛋白質(zhì)、脂類和DNA，適應(yīng)氧化應(yīng)激給細(xì)胞帶來的損傷，并恢復(fù)體內(nèi)代謝的平衡。作為自噬的起點(diǎn)，利用抑制mTORC1活性成分調(diào)控細(xì)胞自噬水平，為治療皮膚光老化提供了新思路。Lim及其團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)研究了阿片類神經(jīng)肽α-新內(nèi)啡肽(NEP)與光老化與細(xì)胞自噬之間的聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)NEP可以下調(diào)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶點(diǎn)(p-mTOR)，提高自噬水平，從而使輻射誘導(dǎo)的ROS減少。同時(shí)NEP促進(jìn)了Beclin-1、Atg5-Atg12和LC3-II等關(guān)鍵基因的表達(dá)自噬相關(guān)分子的表達(dá)，還可以減少光老化產(chǎn)生的ROS，減少皮膚損害，這些結(jié)果表明NEP有能力激活自噬，并在紫外線輻射后上調(diào)細(xì)胞自噬水平，且這種自噬是通過減少紫外線產(chǎn)生的ROS誘導(dǎo)。Umar利用藥理激活劑提高原代人真皮成纖維細(xì)胞(HDF)中的自噬水平，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自噬不僅降低了紫外線對(duì)細(xì)胞核的損傷，同時(shí)促進(jìn)了損傷DNA的修復(fù)。由此可見，對(duì)自噬水平進(jìn)行合理調(diào)控，不僅可以維持細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境平衡，還可以為被紫外線照射的細(xì)胞基因提供保護(hù)。自噬是一種人體細(xì)胞胞質(zhì)更新的途徑，利用含有提高細(xì)胞自噬功能的光化學(xué)保護(hù)劑，可以增加細(xì)胞活力，降低紫外線輻射對(duì)皮膚光老化的影響，是一種預(yù)防紫外線輻射造成皮膚衰老的新策略。

3 皮膚光老化的治療研究

目前對(duì)皮膚光老化的治療研究主要是使用防曬制品、研發(fā)抗光老化制劑和物理治療等。物理治療主要有射頻與微針、激光與強(qiáng)脈沖光，注射、填充及手術(shù)治療等，可有效改善皮膚的皺紋和毛孔粗大等問題。雖然物理治療效果明顯，但是手術(shù)通常恢復(fù)較慢?？构饫匣苿┩ㄟ^抑制細(xì)胞氧化反應(yīng)的相關(guān)信號(hào)通路和促進(jìn)抗氧化反應(yīng)的相關(guān)通路緩解皮膚老化。有研究者在建立UVB誘導(dǎo)的光老化細(xì)胞模型中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷增加了被UVB下調(diào)的膠原蛋白-I(Col1)的表達(dá)，黃芪甲苷不僅通過抑制ERK和p38增加Col1的積累，還通過自噬激活抑制UVB誘導(dǎo)的光老化。綠茶植物化學(xué)物質(zhì)是一種外源性抗氧化劑候選物的有效來源，可以消除過量的內(nèi)源性ROS和RNS，從而減少光老化的影響。體內(nèi)外研究表明，綠茶補(bǔ)充劑會(huì)增加膠原蛋白和彈性蛋白纖維的含量，并抑制膠原蛋白降解酶(MMP-3)在皮膚中的產(chǎn)生，賦予抗皺效果。周桃花等研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg1在2.5～40 μg/mL對(duì)HDF的UVA損傷有較好的預(yù)防和治療作用。劉彥婷等通過建立光老化小鼠模型發(fā)現(xiàn)，全反式維甲酸(ATRA)通過顯著增加Ⅰ型和Ⅲ型膠原表達(dá)從而修復(fù)光老化對(duì)皮膚的損傷，修復(fù)過程可能與維甲酸受體(RAR)的結(jié)合有關(guān)。化學(xué)剝脫是一種應(yīng)用廣泛的醫(yī)療美容技術(shù)，通過化學(xué)物質(zhì)作用對(duì)皮膚的屏障進(jìn)行一個(gè)可控?fù)p傷，從而誘導(dǎo)皮膚表層和真皮重建，起到治療作用?；瘜W(xué)剝脫劑能有效增加皮膚表層細(xì)胞的再生速率，促進(jìn)真皮內(nèi)纖維細(xì)胞的合成和分泌膠原纖維，彈性纖維重新排列，真皮內(nèi)乳頭數(shù)量增加，使皮膚厚度增加并變得緊實(shí)有彈性，改善光老化產(chǎn)生的皮膚細(xì)紋。由于化學(xué)剝脫術(shù)常使用水楊酸等酸性物質(zhì)進(jìn)行治療，對(duì)人體皮膚存在一定的刺激性，容易使人產(chǎn)生反應(yīng)性炎癥，同時(shí)伴隨著較多的不良反應(yīng)，如持續(xù)性紅斑、反應(yīng)性痤瘡等，治療結(jié)束后如果護(hù)理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致炎癥色素沉著。隨著醫(yī)療美容技術(shù)和人們健康意識(shí)的提高，人們將皮膚抗衰作為皮膚管理的重點(diǎn)。臨床上用于光老化皮膚防治的方法眾多，由于皮膚的耐受性和治療效果受到遺傳、免疫及自身皮膚狀態(tài)多重因素的影響，上述方法只能針對(duì)單一癥狀進(jìn)行治療，所以無論是哪種方法單獨(dú)使用，均很難全面解決光老化對(duì)皮膚的損害。臨床上需要根據(jù)實(shí)際情況為其設(shè)計(jì)合適的治療方案。

4 展望

長(zhǎng)期大量的紫外線照射是光老化發(fā)生的主要原因。紫外線通過提高活性氧含量和代謝物聚集水平，引起細(xì)胞DNA損傷，進(jìn)而導(dǎo)致皮膚衰老。皮膚細(xì)胞可以通過細(xì)胞自噬來達(dá)到細(xì)胞質(zhì)的更新，所以自噬的喪失導(dǎo)致多種細(xì)胞功能障礙，可能促進(jìn)皮膚光老化和促進(jìn)紫外線誘發(fā)損傷，加劇皮膚衰老。而提高自噬可以減少輻射誘導(dǎo)的ROS導(dǎo)致抑制光老化。通過大量實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞自噬在對(duì)抗光老化中有顯著作用，但仍然沒能完整闡明自噬在抵抗光老化中的作用機(jī)制。自噬在紫外線誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡、DNA損傷中起著關(guān)鍵作用，可以修復(fù)、去除氧化脂質(zhì)等，自噬可能因此被認(rèn)為是防止和修復(fù)紫外線損傷皮膚的新途徑。針對(duì)自噬在面對(duì)光老化細(xì)胞中的作用機(jī)制，分子靶向治療將有助于臨床對(duì)于光損傷所導(dǎo)致的皮膚病的防治。