自噬在肝纖維化中作用研究范文

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《廣東醫學雜志》2015年第二十期

肝纖維化是各種原因導致的肝組織損傷愈合反應，若損傷因素持續存在，肝纖維化則可逐步進展至其終末期肝硬化，一旦發展為肝硬化，其并發癥多，預后差，病死率高，嚴重危害人類健康。肝纖維化發生機制包括炎癥反應、細胞凋亡和壞死、免疫反應、肝星狀細胞(hepaticstellatecell，HSC)的激活，以及細胞外基質(extracelluarmatrix，ECM)沉積。近年來，國內外研究發現自噬(autophagy)參與了肝纖維化過程，自噬將有可能成為抗纖維化治療的潛在靶點。本文對自噬在肝纖維化中作用的研究進展作一綜述。

1肝纖維化防治的困境

肝纖維化主要特征之一是肝內ECM大量生成并沉積于竇狀隙內，繼而出現纖維結締組織增生，肝小葉結構破壞和血管改建，甚至形成假小葉，最終導致肝硬化。一旦發展成肝硬化失代償期則出現嚴重的并發癥，如肝功能衰竭和門靜脈高壓癥(即腹腔積液、食管靜脈曲張破裂出血、細菌感染、肝性腦病、肝腎綜合征、慢加急性肝功能衰竭等)和肝細胞癌。因此，有效地抗肝纖維化是國內外學者的研究重點。然而，目前的抗纖維化措施主要是消除肝纖維化病因如抗病毒治療、戒酒和飲食控制等，這些措施一般存在療程長、療效欠佳、不良反應多和患者依從性差等缺點。因此，急需探尋潛在的抗肝纖維化靶點。

2自噬與肝臟生理功能

自噬是細胞的自我吞噬過程，是維持細胞自穩態的重要途徑之一。根據細胞質成分運送至溶酶體的方式不同可將自噬分為3種類型:大分子自噬、小分子自噬和分子伴侶介導自噬。自噬在肝細胞內較為活躍，自噬通過消除易聚集蛋白質和受損線粒體從而維持肝臟細胞的自穩態，防止肝細胞腫脹。自噬首先通過泛素結合蛋白(如SQSTM1/p62)選擇性地使細胞質內聚集蛋白質和受損線粒體“泛素化”，然后SQSTM1/p62的泛素結合結構域與自噬體膜上的LC3相互作用區(LC3interactionregion)結合，促進泛素化的蛋白質和線粒體靶向自噬體并運送至溶酶體加以清除;另外，SQSTM1/p62還通過與其他信號元件如ERK1、αPKC、TRAF6、KEAP1和mTORC1相互作用參與抗氧化反應、炎癥反應、細胞生長和凋亡等過程。自噬還參與了肝臟其他的生理功能如糖異生、β－脂肪酸氧化和酮體生成。有研究發現用于糖異生的氨基酸主要來源于自噬所致的蛋白質分解，而用于糖異生的脂肪酸則來源于脂滴中的三酰甘油選擇性自噬。此外，在饑餓狀態下新生兒的肝細胞可以通過自噬維持體內血糖處于穩定水平。同時，自噬還具有維持肝細胞線粒體的完整性和防止肝細胞衰老的作用，促進肝部分切除后肝再生。

3肝纖維化的免疫細胞效應

肝實質損傷造成持續的肝臟炎癥是肝纖維化進展的主要動力。在肝纖維化進展中，個別炎癥細胞選擇性消耗有先天影響的固有免疫細胞和自適應的適應性免疫細胞。

3．1固有免疫細胞在小鼠持續性的肝損傷模型中，使用藥物或選擇性地敲除單核細胞/巨噬細胞基因，結果證明Kupffer細胞和單核/巨噬細胞的活化是纖維化的啟動、延續和沉積的一個關鍵點。這些體外研究已經證實Kupffer細胞和單核/巨噬細胞促進HSC的活化和生存。此外，其他固有免疫細胞也被牽連。特別是，樹突狀細胞在肝纖維化進展中調節炎癥反應。NK細胞通過誘導HSC早期凋亡和衰老抑制肝纖維化。

3．2適應性免疫細胞CD4+T淋巴細胞(Th1、Th2和Th17效應T淋巴細胞，調節性T淋巴細胞)調控纖維化進程，但到底是積極還是消極的作用，主要取決于它們各自的表型。事實上，Th1效應T淋巴細胞通過釋放γ干擾素抑制肝纖維化，Th2效應T淋巴細胞通過釋放白細胞介素(IL)－13促進肝纖維化。Th17淋巴細胞通過分泌IL－17增強肝肌纖維母細胞的纖維化特性。調節性T淋巴細胞的作用還有待探究，但其抗纖維化特性可能體現在心臟和肺的纖維化中。

4自噬與肝纖維化

目前抗肝纖維化的治療策略包括抑制肝細胞凋亡和肝組織炎癥，促進激活的HSC凋亡，逆轉纖維化細胞表型為靜止狀態。自噬是近年來出現的一條新穎而復雜的肝纖維化調控通路，它既能促進肝纖維化又同時具有抗纖維化的作用，其促纖維化的作用依賴于HSC活化，而抗纖維化則與自噬的護肝和抗炎作用有關。

4．1自噬的促肝纖維化作用HSC可通過自噬消化細胞內的脂滴來維持能量平衡，由于細胞內脂滴的逐漸丟失是HSC活化的特征，因此有學者推測自噬參與了HSC激活。最近的研究發現HSC活化時微管相關蛋白1輕鏈3－β(microtu-bule－associatedprotein1lightchain3－β，LC3)的表達增加和p62/SQSTM1表達下降，LC3是一種自噬體膜蛋白，常作為自噬的標志性分子，LC3表達增加提示HSC激活過程中細胞內自噬活躍。相反，通過藥物抑制自噬或干擾自噬相關基因(autophagyassociatedgene，Atg)的表達則能防止HSC內脂滴的丟失，并使活化的HSC轉為靜止型。HERNNDEZGEA等發現肝纖維化患者的HSC內自噬體增多，自噬能促進HSC脂滴內視黃酯分解成游離脂肪酸，并且使線粒體內的β氧化水平增加。至于HSC自噬是如何被觸發的，目前尚不清楚。有學者認為可能與氧化應激和內質網應激有關。除了自噬能啟動HSC的激活，事實上自噬還能使活化的HSC表型得以維持并促進其進一步增殖。體外培養的HSC在抑制自噬基因Atg7或Atg5后細胞的增殖受到了抑制，同時HSC活化標志物α－平滑肌肌動蛋白(alphasmoothmuscleactin)的表達水平被下調。這些結果同樣在動物實驗中得以進一步證實，特異性敲除Atg的小鼠(Atg7F/F－GFAP－cre)經注射四氯化碳或硫代乙酰胺后活化的HSC及其產物如ECM均顯著減少，說明自噬的失活能延緩肝纖維化的進展。有趣的是，自噬的失活同樣能延緩腎和肺纖維化的進展，提示自噬是纖維化途徑的潛在靶點。然而，最近的研究表明自噬通過抑制肝細胞的凋亡和誘導Kupffer細胞產生抗炎作用而發揮抗纖維化的作用。

4．2自噬的抗肝纖維化作用自噬的抗炎作用能抑制肝纖維化的發展。首先，自噬能促進單核細胞分化成巨噬細胞，再是巨噬細胞自噬能防止炎癥介質的過度釋放。抑制巨噬細胞的自噬能使炎癥介質IL－1β和IL－1α分泌顯著增加，而IL－1α和β分泌增加則能促進中性粒細胞和單核細胞在肝臟聚集，誘導肝細胞的凋亡。另外，IL－1α和β通過旁分泌途徑促進肌成纖維化細胞致纖維化活性。這些研究均提示巨噬細胞自噬可能是機體對于肝損傷的一種保護性反應，通過抑制炎癥反應而發揮抗肝纖維化作用。自噬還能通過調控T淋巴細胞的活化抑制炎癥反應。

自噬缺陷的巨噬細胞能過度分泌IL－1α和IL－1β，這兩種細胞因子與IL－6和TGF－β一起促進Th0細胞向Th17細胞分化并分泌IL－17;同樣，抑制樹突狀細胞的自噬也能促進γδT細胞分泌炎癥介質如IL－17。而且，自噬基因敲除小鼠表現出炎癥反應增強，促炎癥介質IL－1和IL－17分泌增加。鑒于IL－17在肝纖維化的作用，巨噬細胞或樹突狀細胞自噬很可能通過限制IL－17釋放間接發揮抗肝纖維化的作用，值得進一步研究。除了抗炎作用外，自噬的護肝作用也可能有助于抑制肝纖維化。自噬的護肝作用主要體現在維持肝臟細胞的能量平衡，自噬通過清除錯誤折疊蛋白、過度積累的脂類(脂肪分解)和(或)受損的線粒體(線粒體自噬)等途徑保證肝臟細胞的能量供給，降低細胞發生氧化應激和脂質過氧化損傷的可能性。在非酒精性脂肪肝病的發病過程中游離脂肪酸抑制肝細胞自噬，從而誘導肝細胞凋亡;反之，自噬促進游離脂肪酸的清除表現出抗細胞凋亡的作用。同時，自噬還能抑制急性酒精誘導的肝細胞凋亡。在乙酰氨基酚中毒所致肝損傷過程中自噬可以清除受損的線粒體(線粒體自噬)從而防止肝細胞壞死。此外，在缺血/再灌注損傷時肝細胞自噬能抑制觸發死亡。最后，自噬還能限制α1－抗胰蛋白酶缺乏癥動物模型體內α1－抗胰蛋白酶突變體細胞的聚集，從而抑制肝纖維化的進一步發展。

綜上所述，自噬是一把雙刃劍。一方面自噬的抗炎和護肝作用使其發揮抑制肝纖維化的效應;另一方面HSC自噬則使其具有促肝纖維化作用。如何揚長避短需要對自噬在肝纖維化中的作用機制做更為詳細的研究。

作者：陳穎 傅念 陽學風 吳清 蔣良君 單位：南華大學附屬南華醫院消化內科