李 悅，王 莖，劉聰穎，辛慶齡，徐偉男，李慶羚

（安徽中醫(yī)藥大學(xué)，合肥 230038）

細胞自噬是真核生物中一種高進化的細胞內(nèi)部分解代謝機制，該過程主要是將細胞質(zhì)材料經(jīng)過自噬路徑轉(zhuǎn)運至溶酶體內(nèi)降解并加以循環(huán)利用，以達到維持細胞自身動態(tài)平衡的作用[1]。自噬過程中，有許多調(diào)節(jié)因子參與。人類組織中廣泛存在的蛋白質(zhì)——酵母自噬基因Atg6的同源物 Beclin 1[2-3]，不僅能調(diào)節(jié)自噬體的形成，而且能促進其成長成熟，是調(diào)控細胞自噬的必要因子[4]。它包括Bcl-2結(jié)合位、中央卷曲和進化保守結(jié)構(gòu)域這三個重要的組成部分[5]。Beclin 1在這些結(jié)構(gòu)域上與自噬調(diào)控蛋白合成蛋白復(fù)合物，促使自噬相關(guān)基因著陸在自噬體膜上，從而調(diào)控自噬水平[6-8]。Beclin 1在自噬體膜的合成和物質(zhì)運轉(zhuǎn)時，可以與 Vps34（哺乳動物Ⅲ型磷脂酰肌醇-3激酶的一種類型）形成Vps34-Beclin 1復(fù)合物， 調(diào)節(jié)自噬水平[9]；在介導(dǎo)促自噬并抑凋亡過程中，與 Bcl-2（調(diào)節(jié)抗凋亡蛋白因子）直接交互平衡作用影響自噬水平[10]，當Beclin 1與 Bcl-2的相似結(jié)構(gòu)域 BH-3結(jié)合后能減少自噬激活程度[11]。隨著社會發(fā)展，心血管疾病對居民健康造成的危害受到更多的關(guān)注，相關(guān)研究在不斷深入。心肌細胞作為高分化終末細胞的一種，通過細胞內(nèi)自噬的消化降解，為心肌細胞自身穩(wěn)定提供能量，保障心臟功能維持正常狀態(tài)[12]。作為細胞的一種防御機制，心肌自噬與心肌缺血/再灌注損傷、心肌缺氧、心肌肥厚、心肌病、心力衰竭等心血管疾病緊密相關(guān)。 研究表明 Beclin 1表達水平在自噬過程中往往會增高，與相關(guān)蛋白形成復(fù)合體調(diào)控心肌自噬，從而影響心血管疾病的發(fā)生。

1 Beclin 1與心肌缺血/再灌注損傷

治療心肌缺血時，主要采用溶栓治療、冠脈搭橋或經(jīng)皮冠脈介入治療等方法恢復(fù)血流供應(yīng)，也就是心肌再灌注。再灌注部分，心肌組織和一些血管網(wǎng)發(fā)生變化加重造成的心肌受損就是心肌缺血再灌注損傷[13]。由此引發(fā)的心肌細胞受損和壞死往往會引發(fā)心力衰竭。心肌缺血再灌注損傷進程中，心肌自噬具有雙重效力的影響，彭霞等[14]實驗發(fā)現(xiàn)，自噬小體形成時期，加強 Beclin 1及 Atg5的表達程度可以促進心肌自噬的發(fā)生， 但是當自噬過度的時候則導(dǎo)致細胞的凋亡。心肌缺血環(huán)境下，Bnip3（唯BH-3的Bcl-2成員之一）被激活，爭奪性克制 Beclin 1與 Bcl-2在 BH-3的聯(lián)合，從 Bcl-2復(fù)合體中解離 Beclin 1， 最終可激活心肌自噬[15]。在心肌缺血階段，誘發(fā)的自噬激活，降解時釋放出游離脂肪酸和氨基酸，接著產(chǎn)生ATP，緩解由于心肌缺血引發(fā)的ATP減少危害[16]。在過量自噬的條件下，心肌細胞的正常功能會受到限制，引起細胞自噬衰亡。再灌注時的自噬主要依賴 Beclin 1，有實驗研究說明，心肌再灌注條件下，Beclin 1蛋白含量顯著提高[17]。也有實驗在去掉Beclin 1基因或用自噬抑制劑3-MA時，發(fā)現(xiàn)可以減少心肌細胞在缺血再灌注損傷時的衰亡[18]。實驗說明可以通過上調(diào) Beclin 1介導(dǎo)心肌缺血再灌注損傷時的自噬，也可以下調(diào) Beclin 1減少心肌細胞受損程度。實驗嘗試調(diào)節(jié)Beclin 1含量，可能做到干預(yù)缺血再灌注損傷的自噬水平以達到減少損傷的目的。

2 Beclin 1與心肌低氧、缺氧

缺氧性心臟疾病通常會引起心肌梗死、心功能不全及、和心力衰竭等一系列不良的臨床癥狀。以往研究發(fā)現(xiàn)，心肌細胞缺血缺氧會出現(xiàn)壞死、凋亡的結(jié)果，并且在一定程度上伴有氧化應(yīng)激損傷和炎性反應(yīng)[19]。WANG[20]等關(guān)于細胞自噬研究中得到缺氧（1% O2）條件下激發(fā)的自噬，細胞凋亡會顯著下降的結(jié)論。說明細胞凋亡水平在缺氧環(huán)境下可以通過自噬降低。 在低氧早期誘導(dǎo)的自噬有保護性，而持續(xù)表露于缺氧或過低氧含量（0.1%O2或無氧）狀態(tài)下， 發(fā)現(xiàn)有大量細胞死亡[21]。HIF（缺氧誘導(dǎo)因子）是機體適應(yīng)缺氧應(yīng)激的主要因素。HIF1可以直接調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白BNIP /BNIP3L活性，在機體缺氧情況下，HIF1活躍性增強。HIF的目標基因 BNIP3和 BNIP3 L的非典型BH-3結(jié)構(gòu)域與 Beclin1競爭 Bcl-2或 Bcl-XL， 使復(fù)合體中的 Beclin 1釋放出來，調(diào)控自噬前體中相關(guān)蛋白的位置，激發(fā)自噬[22]。晏浩等[23]發(fā)現(xiàn)缺氧又復(fù)氧后，心肌細胞中microRNA-30 α（ miR-30 α）表達程度下調(diào)。實驗也發(fā)現(xiàn)心肌細胞過表達 miR-30 α心肌的 Beclin 1表達在缺氧復(fù)氧時顯著降低。Beclin 1下調(diào)不僅使自噬上游蛋白表達減少，阻斷過度的自噬流，又能使誘發(fā)凋亡的 Beclin 1C形成減少。另外過度自噬流經(jīng)過3-MA的阻斷，Beclin 1基因的活躍程度降低。實驗研究說明在心肌細胞缺氧情況下，細胞的衰亡與 Beclin 1有關(guān)，并且通過相關(guān)基因蛋白改變Beclin 1的表達來調(diào)控心肌自噬，可以影響心血管疾病發(fā)生。

3 Beclin 1與心肌肥厚

自噬在心肌肥厚以及在轉(zhuǎn)向心衰時產(chǎn)生了必不可少的影響。有研究通過 Beclin 1在造模腹主動脈縮窄的大鼠心肌細胞中的含量顯著增加，并能促進心肌肥厚加重的發(fā)生的結(jié)果證實在正常的心肌向肥厚狀態(tài)演變中 Beclin 1基因起到關(guān)鍵的作用。張明娟等[24]發(fā)現(xiàn)在用去甲腎上腺素（ISO）造模心肌肥厚小鼠的心肌組織的 Beclin 1含量明顯減弱，并且心肌的纖維化越重，心肌細胞組織里的 Beclin 1活躍程度就越弱。Beclin 1 在纖維化改變后的心肌中，對心肌重塑產(chǎn)生重要影響。在 Beclin 1過表達的轉(zhuǎn)基因小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，自噬活性明顯上調(diào)，甚至有心肌肥厚和纖維化、心室擴張等病理反應(yīng)出現(xiàn)。說明在心肌肥厚細胞中的，Beclin 1激活的自噬或許是不利因素[25]。實研究說明通過 Beclin 1調(diào)控的心肌自噬，在心肌肥厚過程中是一種有利或損害因素，具體作用和機制尚需探討，但可以確定的是，Beclin 1在心肌肥厚發(fā)展中的起到一定作用，從而影響相關(guān)的心血管疾病。

4 Beclin 1與心肌病

實驗表明，氧化應(yīng)激與自噬的交互影響在糖尿病性心肌病（DCM） 過程中有重要作用[26]。 過量的活性氧（ROS）可以通過調(diào)節(jié)Beclin 1等來誘導(dǎo)自噬發(fā)生[27]。被誘導(dǎo)的心肌自噬可降低ROS對細胞的損傷，進而能保障心肌細胞功能的穩(wěn)定。 AGEs是末期糖基化的物質(zhì)，有激活和增強心肌自噬的功能，在活化ERK/ MAPK和抑制 PI3 K/ AKT/ mTOR后促使心肌細胞中 Beclin 1的表達增多，使糖尿病向心肌病演變的步伐減緩[28-29]。相關(guān)研究中[30]，造模的1 型糖尿?。═1D）小鼠有心肌自噬功能減弱的表現(xiàn)，并且缺少BECN 1和ATG16的小鼠心肌損傷明顯減輕。 相反，在同一T1 D模型中，Beclin 1的過度表達則導(dǎo)致心臟損傷加重，提示T1 D自噬的減少是為應(yīng)對刺激做出的反應(yīng)，幫助限制心功能不全。 孫苓等[31]研究顯示尿毒癥心肌細胞中有自噬現(xiàn)象存在，并且LC3、Beclin 1含量顯著升高。黃潔等[32]實驗在阿霉素導(dǎo)致心肌病中，心肌細胞的Beclin 1 表達加強。這些說明在心肌病中的自噬與Beclin 1 含量增長有緊密聯(lián)系。實驗研究說明，在不同的幾類心肌病中，Beclin 1對細胞的調(diào)控都會對心肌細胞產(chǎn)生影響，主要是 Beclin 1表達增多可以保護心肌組織，減少則會產(chǎn)生心肌細胞損傷。

5 Beclin 1與心力衰竭

心力衰竭是多種心臟病的終末期發(fā)展階段，初始反應(yīng)負荷增加后，心肌肥厚性生長增加。 負荷壓力如果持續(xù)存在，就會引起心臟擴張和收縮功能降低，從而導(dǎo)致心衰的結(jié)果。在心力衰竭中，心肌自噬的作用具有雙面性，適量的自噬能夠保障心肌細胞功能，而自噬太過可能會加重心竭[33]。李燕輝等[34]通過主動脈縮窄構(gòu)建心肌肥厚模型，推測 Beclin 1誘導(dǎo)的自噬或許在心肌肥厚發(fā)生發(fā)展沒有參與，但實驗檢測到 Beclin 1在術(shù)后第4周逐漸增加，由此認為 Beclin 1介導(dǎo)的自噬可能與心力衰竭相關(guān)聯(lián)。KASSIOTIS C等[35]在觀察心力衰竭病人的心臟活檢組織時，檢測到自噬基因Beclin 1表達增長。MA等[36]的研究發(fā)現(xiàn)，提高Beclin 1表達時，檢測到LC3含量增長，自噬體增多，從而時心臟受損更加嚴重。實驗研究說明心力衰竭狀況下，Beclin 1表達的增加激活更多的自噬會加重損害心肌細胞，使心力衰竭加重。

6 小結(jié)

細胞自噬是一把雙刃劍，普遍發(fā)生于細胞的生理和病理過程中，通過消除細胞內(nèi)過多和損害的細胞器和蛋白質(zhì)來維系細胞內(nèi)的平衡狀態(tài)， 是細胞的一種自我保護機制。 隨著研究的深入人們對于自噬的關(guān)注點主要放在了心血管疾病的領(lǐng)域中，與心血管疾病相關(guān)的心肌自噬可能具雙重調(diào)節(jié)的作用。自噬基因Beclin 1作為自噬調(diào)節(jié)分子中主要的部分，在誘導(dǎo)心肌細胞自噬時發(fā)揮關(guān)鍵作用。Beclin1上調(diào)或下降影響心肌細胞自噬走向保護或是損傷方向，雖然目前對于哪些原因機制決定了心肌細胞自噬具體走向還不是很清楚，但是可以比較明確是心肌細胞自噬在調(diào)控心血管疾病中有著重大影響。 雖然對于Beclin 1 的研究取得了重要的進展，以后在關(guān)于Beclin 1如何在調(diào)控心肌細胞自噬過程中結(jié)合蛋白和分子機制還需要深入的研究。 通過對 Beclin1的調(diào)控心肌細胞自噬不斷全面的了解，可以幫助我們尋找到預(yù)防和治療心血管疾病的新的關(guān)注點， 從而為心血管疾病病人提供更加有利的治療。