王玥，施曉雷，2

（1.南京醫(yī)科大學(xué) 鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，2.南京鼓樓醫(yī)院 肝膽外科，江蘇 南京 210009）

1 自噬概述

自噬由Ashford和Porter于1962年發(fā)現(xiàn)并提出，是指從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的無核糖體附著區(qū)脫落的雙層膜包裹部分胞質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)需降解的細(xì)胞器、蛋白質(zhì)等成分形成自噬體（autophagosome），并與溶酶體融合形成自噬溶酶體（autolysosome），降解其所包裹的內(nèi)容物。自噬在細(xì)胞的發(fā)育、分化、修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)和蛋白質(zhì)質(zhì)量控制等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。根據(jù)溶酶體的運(yùn)送機(jī)制，自噬主要分為三種：大自噬（macropahgy）、小自噬（microphagy）、和分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperone-mediated autophagy，CMA）[2]，其中大自噬是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)降解的主要方式。適度的自噬可循環(huán)再利用營養(yǎng)物質(zhì)、清除受損的蛋白質(zhì)以及細(xì)胞器、促進(jìn)細(xì)胞存活和抵御外界不良刺激；而過度自噬又可造成細(xì)胞損傷，甚至死亡。這一途徑涉及30多個自噬相關(guān)基因（autophagy related gene，ATG），較為復(fù)雜（見圖1）。目前自噬在肝臟疾病中的作用逐漸被揭示，成為肝臟疾病的研究熱點。本文就自噬在肝臟中的作用及其與臨床常見肝臟疾病的關(guān)系作一綜述。

2 自噬在正常肝臟中的作用

通過小鼠肝臟灌注實驗發(fā)現(xiàn)，自噬參與肝內(nèi)蛋白質(zhì)的降解過程。正常小鼠肝細(xì)胞每小時可通過自噬降解1.5%的肝內(nèi)蛋白，而饑餓時蛋白降解率可提高至4.5%，禁食48 h后，自噬所降解蛋白占肝內(nèi)總蛋白的40%[3]。這表明正常狀態(tài)下肝臟存在一定的自噬，而饑餓時自噬水平則明顯升高。同時自噬還參與肝臟內(nèi)的脂質(zhì)調(diào)節(jié)，脂噬（lipophagy）可選擇性識別并降解脂質(zhì)，調(diào)節(jié)肝細(xì)胞脂肪代謝，維持細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)等。在特異性敲除Atg7或加入自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤（3-methyladenine，3MA）的小鼠體內(nèi)，肝內(nèi)甘油三酯和膽固醇的含量明顯增加[4-5]。同時，低營養(yǎng)狀態(tài)下肝細(xì)胞中約85%自噬為線粒體的選擇性自噬，即線粒體自噬（mitophagy）。線粒體自噬可清除肝臟中受損線粒體，維持半衰期10～25 d，消除營養(yǎng)豐富條件下的線粒體胞質(zhì)重塑，降解線粒體受損或變異DNA[6]，從而維持線粒體正常功能。線粒體自噬的增加或減少都可引起肝細(xì)胞的損傷或死亡，因此線粒體自噬對維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。除此之外，自噬還參與肝內(nèi)細(xì)胞凋亡、免疫反應(yīng)、晝夜節(jié)律等調(diào)節(jié)。

3 自噬在常見肝臟疾病中的作用

3.1 自噬與病毒性肝炎

圖1 自噬過程

體外肝細(xì)胞系和轉(zhuǎn)基因小鼠的研究表明，HBV（hepatitis B virus）感染可引起宿主細(xì)胞的自噬并利用自噬增強(qiáng)HBV DNA的復(fù)制[7]。HBV可通過不同途徑影響自噬[8]，如與磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）c3結(jié)合直接上調(diào)對Beclin-1表達(dá)的調(diào)節(jié)等。Tian等[9]在特異性敲除Atg5的轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)，檢測血清中乙肝相關(guān)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)HBV DNA載量、HBe Ag和HBs Ag水平下降，同時發(fā)現(xiàn)HBV核心蛋白從胞核彌散到胞質(zhì)，提示自噬可影響HBV核心蛋白的定位，進(jìn)而改變HBV在體內(nèi)的復(fù)制。之前有研究表明Atg4、Beclin-1和LC3是miRNA的靶基因，提示miRNA參與調(diào)節(jié)自噬。Wang等[10]通過體外細(xì)胞實驗和HBV患者標(biāo)本檢測發(fā)現(xiàn)，乙肝病毒水平與細(xì)胞miR-192-3p水平呈負(fù)相關(guān)，miR-192-3p的直接靶點是XIAP，通過miR-192-3p-XIAP軸，提高p-IκBα水平來促進(jìn)自噬，從而激活NF-κB通路，促進(jìn)HBV復(fù)制。

而在HCV感染患者體內(nèi)，HCV蛋白包括NS3、NS4B和NS5A均可誘導(dǎo)自噬并參與自噬體的形成[11]。而自噬又可促進(jìn)HCV的復(fù)制，沉默自噬基因LC3或Atg7則可減少肝細(xì)胞內(nèi)HCV RNA的復(fù)制[12]。

上述實驗結(jié)果表明，細(xì)胞自噬作為抗HBV、HCV治療的靶點成為可能，為HBV或HCV患者的治療提供了一條新思路。

3.2 自噬與酒精性脂肪肝

酒精性肝病（alcoholic liver disease，ALD）是全球慢性肝病的主要病因之一。脂肪肝是肝臟對大量飲酒最常見的早期反應(yīng)，它會使肝臟更容易受到炎癥介質(zhì)或其他有毒物質(zhì)的影響。有研究報道，小鼠口服或腹腔注射急性乙醇，可抑制mTOR信號通路進(jìn)而增強(qiáng)自噬[13]。除此之外，酒精抑制自噬的可能機(jī)制還有：（1）阻斷自噬過程中所需要細(xì)胞骨架蛋白如微管和微絲在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動，進(jìn)而阻斷自噬小體的形成，抑制自噬；（2）通過降低腺苷單磷酸活化蛋白激酶（AMPK）活性，進(jìn)而抑制肝細(xì)胞自噬等。增強(qiáng)自噬可能成為減輕酒精性肝病相關(guān)病理變化的一種治療策略。

3.3 自噬與非酒精性脂肪肝

近些年，非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的發(fā)病率越來越高。脂肪發(fā)生自噬是調(diào)節(jié)肝內(nèi)脂質(zhì)平衡的重要途徑。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，自噬、p53和損傷調(diào)節(jié)的自噬調(diào)節(jié)劑（Dram）的表達(dá)與肝臟脂肪變性的嚴(yán)重程度有關(guān)，輕度脂肪變性主要通過p53/dram途徑誘導(dǎo)自噬和凋亡，在慢性肥胖和胰島素抵抗的小鼠模型中，自噬抑制劑mTOR在肝臟中被過度激活。而在NAFLD小鼠中，加入鈣依賴蛋白酶鈣蛋白酶-2的可導(dǎo)致ATG7的降解，引起自噬缺陷，減少自噬[15]，減輕NAFLD的進(jìn)展。自噬與NAFLD關(guān)系密切，如果以自噬為靶點進(jìn)行干預(yù)和設(shè)計，有望為肝衰竭的防治提供重要線索。

3.4 自噬與急性肝損傷

在肝細(xì)胞特異性自噬相關(guān)基因5（ATG5）或ATG7基因敲除小鼠中，脂多糖/D-氨基半乳糖注射誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠較正常小鼠肝細(xì)胞凋亡和肝組織損傷更嚴(yán)重，提示自噬是維持肝細(xì)胞存活和肝內(nèi)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵[16]。LPS聯(lián)合D-氨基半乳糖（LPS/D-Gal）誘導(dǎo)的野生型小鼠和孕烷X受體基因缺陷型（pregnane X receptor-null，PXR）小鼠中自噬表達(dá)水平明顯升高，但PXR-小鼠丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）升高、肝細(xì)胞凋亡、壞死程度均比野生型小鼠更為嚴(yán)重，可能與PXR-小鼠肝臟自噬水平降低較快，而野生小鼠肝臟中自噬能維持較長一段時間有關(guān)，表明自噬對LPS/D-GalN誘導(dǎo)的急性肝損傷模型起肝保護(hù)性作用。具體作用機(jī)制尚不明確，但隨著自噬在急性肝損傷中作用的更深入認(rèn)識，通過調(diào)節(jié)自噬變化來治療急性肝損傷將會成為可能。

3.5 自噬與藥物性肝損傷

肝臟作為人體最重要的代謝和解毒器官，極易受藥物損傷。對乙酰氨基酚（p-acetaminophenol，APAP）作為解熱鎮(zhèn)痛藥被廣泛應(yīng)用于臨床，過量食用會引起肝毒性甚至急性肝衰竭。APAP引起的肝毒性主要由細(xì)胞色素P 450系統(tǒng)（如CYP2E1）代謝產(chǎn)生的一種高反應(yīng)性代謝產(chǎn)物——N-乙酰對苯醌亞胺（NAPQI）介導(dǎo)。APAP可誘導(dǎo)線粒體自噬以清除肝細(xì)胞內(nèi)受損線粒體從而減輕肝損傷。研究表明，APAP誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)加入雷帕霉素誘導(dǎo)自噬后減輕肝臟損傷，而用氯喹或3-甲基腺嘌呤抑制自噬后，肝損傷加重。雷帕霉素對APAP的代謝并無影響，證明自噬在APAP誘導(dǎo)模型中作用位點可能位于APAP代謝的下游區(qū)域，且可能是通過線粒體自噬實現(xiàn)的[17-18]。根據(jù)蛋白質(zhì)在線粒體上的位置，不同部分的線粒體蛋白可能通過不同的降解機(jī)制被降解。外線粒體膜和膜間隙蛋白被蛋白酶體降解，而線粒體基質(zhì)蛋白似乎通過自噬降解。在Atg7基因敲除的小鼠中，APAP的加入可使ROS產(chǎn)生增加、線粒體膜去極化和肝細(xì)胞中JNK活化，引起嚴(yán)重的肝損傷。環(huán)孢素A或JNK抑制劑與APAP聯(lián)合使用能夠減輕自噬缺陷肝細(xì)胞的凋亡和壞死[19]。泛素蛋白酶體系統(tǒng)和自噬是如何協(xié)同作用來選擇性地降解線粒體的機(jī)制任需要進(jìn)一步的研究，而靶向自噬清除損傷的線粒體可能是治療藥物性肝損傷的一種很有前景的方法。

3.6 自噬與肝纖維化

肝纖維化是許多慢性肝病的常見病理結(jié)果。任何肝臟損傷在肝臟修復(fù)愈合的過程中都有肝纖維化的過程，Jasper等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在CCl4誘導(dǎo)的小鼠肝纖維化模型中，自噬不僅可以減少肝細(xì)胞死亡，同時還可激活肝巨噬細(xì)胞，使巨噬細(xì)胞通過旁分泌作用分泌細(xì)胞因子抑制細(xì)胞凋亡、減少炎癥因子的產(chǎn)生進(jìn)而緩解肝纖維化。而現(xiàn)在臨床上治療方面，千層紙素之前作為一種常見的抗炎、抗氧化、抗腫瘤物質(zhì)經(jīng)常在臨床廣泛應(yīng)用。Chen等[21]通過研究發(fā)現(xiàn)，千層紙素（Oroxylin A）可通過促進(jìn)肝星狀細(xì)胞自噬發(fā)揮對肝纖維化的治療作用，而抑制自噬后，藥效減退。他們的研究為臨床治療肝纖維化提供了一種新的藥物選擇。

3.7 自噬與肝細(xì)胞肝癌

自噬在肝癌發(fā)生中的作用一直存在爭議，實驗證據(jù)表明自噬既能預(yù)防腫瘤的發(fā)生，又能促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。Beclin 1作為自噬的啟動因子之一，通常與Vps34、Vps15以及Atg14組成復(fù)合物，產(chǎn)生3-磷酸磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol 3-phosphate，PI-3-P）促進(jìn)自噬膜成核，在Beclin 1敲除鼠中肝癌的發(fā)生概率增加。同時在自噬調(diào)節(jié)因子如Bif-1、Atg4C等缺失的鼠中，腫瘤的發(fā)生概率增加。既往研究顯示許多已知的抑癌基因，如LKT、AMPK、PTEN等，為自噬的陽性調(diào)節(jié)因子，而許多致癌基因，如PI3K、AKT和抗凋亡Bcl-2家族蛋白，則抑制自噬[22-23]，表明自噬在非腫瘤細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞發(fā)育的早期起著抑制腫瘤的作用。而最新研究顯示，一旦腫瘤形成，自噬就成為腫瘤細(xì)胞生存的重要因素。癌細(xì)胞，特別是具有RAS突變的細(xì)胞[24]，如胰腺癌等，嚴(yán)重依賴自噬，阻斷自噬則會抑制癌細(xì)胞的增殖。在Atg5和Atg7基因敲除的小鼠中發(fā)現(xiàn)，自噬參與肝細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化[25]。以上結(jié)果都說明自噬在肝細(xì)胞癌變中起著雙刃劍的作用，判斷自噬在肝癌一腫瘤的不同階段所起的作用對于腫瘤的治療很有意義。

綜上所述，目前關(guān)于自噬的研究已經(jīng)從細(xì)胞水平進(jìn)入到亞細(xì)胞、分子、基因水平。自噬既可在靜止的肝細(xì)胞中存活，又可在一定條件下誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生自噬性死亡。盡管目前關(guān)于自噬的雙重機(jī)制仍有部分尚未闡明，但自噬在肝臟的生理和病理條件下的重要性已被明確。肝臟相關(guān)自噬通路的進(jìn)一步深入研究可為常見肝臟疾病的治療提供新的治療思路。