楊施蔚 綜述 李明意 審校

廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院肝膽外科，廣東 湛江 524000

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指男性每天攝入酒精少于30 g、女性每天攝入酒精少于20 g和沒(méi)有其他明確的損肝因素所致的肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)度沉積為主要特征的臨床病理綜合征，包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、脂肪性肝纖維化及脂肪性肝硬化[1-3]。隨著人類(lèi)生活方式的改變，NAFLD成為最常見(jiàn)的肝臟疾病之一，影響全球約25%的成年人，其與胰島素抵抗、肥胖、2型糖尿病、代謝綜合征等疾病相關(guān)，給人類(lèi)健康帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)[3-9]。

在過(guò)去的幾十年，NAFLD 的評(píng)估取得了巨大的成就，但難以滿足NAFLD 患者篩查和診斷的迫切需要。非侵入性方法包括成像工具和血清生物標(biāo)記物等，已經(jīng)有了很大的發(fā)展。然而，活檢仍然是診斷NAFLD 最準(zhǔn)確的方法，并且是評(píng)估疾病嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn)[3，10-15]。

NAFLD 是一種復(fù)雜的疾病，胰島素抵抗、肥胖、2型糖尿病、代謝綜合征等為其易感因素。其致病因素和臨床表現(xiàn)在不同個(gè)體中是高度異質(zhì)的。1998 年，可以解釋部分NAFLD發(fā)病機(jī)制的“兩次打擊”學(xué)說(shuō)被提出：第一次打擊主要是肥胖、2型糖尿病、高脂血癥等伴隨的胰島素抵抗，引起肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)量沉積；第二次打擊是脂質(zhì)過(guò)量沉積的肝細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化，導(dǎo)致線粒體功能障礙、炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，肝星狀細(xì)胞的激活，從而產(chǎn)生肝細(xì)胞的炎癥壞死和纖維化。研究表明，簡(jiǎn)單過(guò)時(shí)的“兩次打擊”學(xué)說(shuō)不能完全解釋其發(fā)病機(jī)制，包括脂質(zhì)毒性、炎癥反應(yīng)、纖維化和基因表達(dá)改變的多重打擊學(xué)說(shuō)提供了更全面的闡述[3，7，16-18]。

自噬(源自希臘語(yǔ)，“自食其物”、“自食自噬”)是指細(xì)胞質(zhì)貨物傳遞至溶酶體發(fā)生降解的過(guò)程。自噬有三種形式包括分子伴侶介導(dǎo)的自噬、微自噬和巨自噬，其生理功能和作用方式不同[19]。大量研究表明，自噬參與多種人類(lèi)疾病的發(fā)生發(fā)展，例如神經(jīng)退行性疾病[20]、炎性疾病[21]、癌癥[22]、脂質(zhì)代謝障礙性疾病[23-24]。

1 自噬的調(diào)節(jié)和信號(hào)通路

1.1 ULK1 Unc-51 樣自噬激活激酶1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1，ULK1)在自噬啟動(dòng)和發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。在自噬啟動(dòng)中，ULK1與自噬相關(guān)基因13、自噬相關(guān)基因101、家族相互作用蛋白200緊密結(jié)合形成ULK1復(fù)合體，充當(dāng)自噬起始復(fù)合物[22，25]。同時(shí)，ULK1是多種自噬調(diào)節(jié)因子的靶點(diǎn)。法尼酯受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)是自噬的關(guān)鍵生理性抑制因子，其抑制環(huán)腺苷酸反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)的活性，使ULK1活性下降。FXR-CREB軸是調(diào)節(jié)ULK1的關(guān)鍵生理開(kāi)關(guān)，從而在攝食/禁食循環(huán)中對(duì)自噬進(jìn)行持續(xù)的調(diào)節(jié)[26-27]。受體蛋白FUNDC1 (FUN14 domain containing 1)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的線粒體受體蛋白，其將ULK1募集到受損的線粒體以啟動(dòng)線粒體自噬。因此，通過(guò)FUNDC1-ULK1途徑，自噬促進(jìn)受損線粒體更新，維持線粒體質(zhì)量控制，抑制脂質(zhì)蓄積[25，28]。在自噬發(fā)生過(guò)程中，ULK1 將突觸融合蛋白17 (syntaxin17，STX17)招募到自噬小體中，并增加STX17 對(duì)突觸體相關(guān)蛋白29 的親和力，促進(jìn)自噬小體與溶酶體的融合[29]。因?yàn)閁LK1在自噬啟動(dòng)和發(fā)生過(guò)程中的重要作用，氧化應(yīng)激等細(xì)胞刺激因素通過(guò)刺激ULK1而影響自噬。在自噬激活后，細(xì)胞通過(guò)Cul3-KLHL20連接酶復(fù)合物使ULK1泛素化，繼而降解的方式關(guān)閉自噬啟動(dòng)信號(hào)[25]。這是細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制。

1.2 AMPK、mTORC1 腺苷酸激活蛋白酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)分別通過(guò)增加Ⅲ型磷脂酰肌醇3激酶信號(hào)通路活性途徑和抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素復(fù)合物1 (mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1)激活途徑，促進(jìn)ULK1Ser 317位點(diǎn)和Ser 777位點(diǎn)磷酸化，進(jìn)而增強(qiáng)自噬活性[30]。然而，當(dāng)mTORC1激活后復(fù)合物中的mTOR磷酸化并使ULK1 Ser 757 位點(diǎn)磷酸化，阻斷了 AMPK 與 ULK1 之間的相互作用，導(dǎo)致自噬活性被抑制[31-32]。AMPK 可感知細(xì)胞能量狀態(tài)，是自噬的強(qiáng)烈誘導(dǎo)劑。缺氧、活性氧簇、葡萄糖不足等因素通過(guò)AMPK磷酸化途徑直接激活 ULK1，刺激自噬啟動(dòng)[25，32-34]。mTORC1 同樣通過(guò)感知細(xì)胞能量狀態(tài)發(fā)揮作用，是自噬的抑制劑，在自噬過(guò)程中起負(fù)反饋調(diào)節(jié)的作用。例如：活性氧簇分別通過(guò)激活鈣/鈣調(diào)素依賴(lài)的蛋白激酶激酶2 介導(dǎo)的AMPK磷酸化途徑和誘導(dǎo)溶酶體Ca2+釋放，觸發(fā)PPP3/鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶依賴(lài)性的轉(zhuǎn)錄因子EB (transcription factor EB，TFEB)核轉(zhuǎn)位途徑，促進(jìn)TFEB 核異位導(dǎo)致自噬活性增加，并清除活性氧簇，減少的活性氧簇對(duì)mTORC1 的抑制作用減弱。mTORC1 活性增強(qiáng)并抑制自噬活性[34-35]。

2 NAFLD中的自噬

2.1 自噬與脂質(zhì)毒性 脂質(zhì)毒性是指由于非脂肪組織(包括肝臟，心臟，骨骼肌和胰腺)中脂肪酸和脂質(zhì)的積累引起細(xì)胞功能障礙和/或細(xì)胞死亡[36]。細(xì)胞主要通過(guò)將脂肪酸進(jìn)行β-氧化和以中性脂質(zhì)分子形式儲(chǔ)存入脂質(zhì)小滴(lipid droplets，LDs)來(lái)抵抗脂質(zhì)毒性[37]。在能量充足狀態(tài)下，LDs 由中性脂質(zhì)分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂質(zhì)雙層的酰鏈之間沉積形成[38]。在能量缺乏狀態(tài)下，溶酶體將LDs 中的脂質(zhì)降解為脂肪酸，脂肪酸進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)以提供能量[39-40]。在脂質(zhì)培養(yǎng)的肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，自噬的抑制觸發(fā)了肝細(xì)胞中LDs積累的增加，并且脂質(zhì)積累優(yōu)先發(fā)生在胞質(zhì)LDs 中。同時(shí)，在饑餓的高脂飲食小鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)，含脂質(zhì)的膜結(jié)構(gòu)或自噬小體樣囊泡明顯減少，表明外源性脂質(zhì)的增加降低了自噬系統(tǒng)與LDs 之間相互作用的效率[41]。另外，在長(zhǎng)期饑餓狀態(tài)下，膜細(xì)胞器自噬分解而釋放的脂肪酸會(huì)被包裝到新的LDs 中，LDs 高度聚集并且緊鄰線粒體以防止酰基肉堿積累，而?；鈮A是直接破壞線粒體功能的脂毒性元兇[42]。但特異性家族相互作用蛋白200缺乏癥小鼠實(shí)驗(yàn)證明了肝細(xì)胞中自噬抑制作用會(huì)減弱新生脂肪形成的程序并減少肝脂肪變性[43-44]。ULK1作為自噬啟動(dòng)結(jié)合蛋白，除通過(guò)調(diào)節(jié)自噬活性途徑防止細(xì)胞脂質(zhì)毒性損害外，也可通過(guò)自噬以外的途徑發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用[37]。

2.2 自噬與炎癥反應(yīng) 脂多糖通過(guò)干擾素基因刺激因子(stimulator of interferon，STING)使干擾素調(diào)節(jié)因子3 (interferon regulatory factor 3，IRF3)磷酸化，啟動(dòng)先天免疫基因的轉(zhuǎn)錄[45]。同時(shí)，脂多糖促進(jìn)AMPK 磷酸化，介導(dǎo) ULK1 激活。ULK1 通過(guò)抑制STING-IRF3途徑，使免疫基因轉(zhuǎn)錄減少[46]。另一方面，脂多糖誘導(dǎo)P38絲裂原活化蛋白激酶和Ⅲ類(lèi)磷脂酰肌醇3激酶活性增加，促進(jìn)細(xì)胞自噬，以去除危害因素，防止炎癥反應(yīng)繼續(xù)加重[47]。核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)誘導(dǎo)多種炎性趨化因子、細(xì)胞因子和細(xì)胞因子前體等促炎因子導(dǎo)致炎癥發(fā)生，也通過(guò)調(diào)節(jié)自噬活性防止炎癥反應(yīng)過(guò)度活化[48-50]。在巨噬細(xì)胞中，脂多糖誘導(dǎo)NF-κB依賴(lài)的泛素結(jié)合蛋白62表達(dá)，激活自噬，抑制了炎性體的活化[50]。T細(xì)胞對(duì)宿主抵抗病原體入侵至關(guān)重要。T細(xì)胞受體通過(guò)銜接蛋白B細(xì)胞淋巴瘤因子-10(B cell lymophoma-10，BCL-10)介導(dǎo)，將激活信號(hào)傳至NF-κB，而泛素結(jié)合蛋白62 介導(dǎo)的自噬可選擇性降解BCL10，導(dǎo)致T 細(xì)胞活化減弱，抑制了細(xì)胞免疫[51]。在細(xì)胞中，炎癥因子激活炎癥的同時(shí)，通過(guò)自噬相關(guān)途徑反向抑制炎癥的過(guò)度活化。當(dāng)NAFLD患者存在肝細(xì)胞自噬缺陷時(shí)，炎癥的負(fù)反饋機(jī)制被破壞，導(dǎo)致炎癥持續(xù)加重，加快了疾病發(fā)展進(jìn)程[52]。

2.3 自噬與纖維化 肝纖維化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，其特征是任何病因的慢性肝損傷導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞活化并分泌高密度細(xì)胞外基質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的凈積累，最后導(dǎo)致肝臟瘢痕形成。肝星狀細(xì)胞激活將靜止的、儲(chǔ)存維生素A 的細(xì)胞分化為增殖的、致纖維化的肌成纖維細(xì)胞，這一過(guò)程現(xiàn)已被公認(rèn)為人類(lèi)肝損傷中纖維化的主要驅(qū)動(dòng)因素[3,53]。鋅指蛋白36通過(guò)與3'端非翻譯區(qū)富含AU元件結(jié)合，促進(jìn)ATG16L1mRNA衰變和自噬失活，導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞活化[54]。亞精胺能通過(guò)激活微管相關(guān)蛋白1S 介導(dǎo)的自噬增強(qiáng)mTOR 活性，繼而增強(qiáng)核因子E2 相關(guān)因子2 活性，抑制肝星狀細(xì)胞活化以達(dá)到保護(hù)肝臟的作用[52,55-56]?；钚匝醮?、脂多糖等因素通過(guò)凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1 介導(dǎo)JNK、P38、MAPK 等蛋白磷酸化，激活自噬活性，抑制視黃酸信號(hào)傳導(dǎo)以抑制肝星狀細(xì)胞活化[57-59]。

2.4 自噬與遺傳學(xué) 隨著全基因組聯(lián)盟的發(fā)展，與NAFLD 進(jìn)展相關(guān)的遺傳因素已被人們所熟知，其中研究最熱門(mén)的基因是Patatin樣磷脂酶3(patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3)[60]。在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自噬的抑制會(huì)增加肝LDs 上PNPLA3和TG 的水平。此外，與自噬失活相關(guān)的脂肪變性的發(fā)展取決于PNPLA3的表達(dá)[61]。

3 小結(jié)

自噬參與多種NAFLD發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，包括脂質(zhì)毒性、炎癥反應(yīng)、纖維化和基因表達(dá)改變。這些致病機(jī)制中，AMPK 和 mTORC1 不僅可以通過(guò)調(diào)節(jié) ULK1 的信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)節(jié)自噬，而且可以通過(guò)其他途徑作用于自噬過(guò)程。另一方面，AMPK、mTORC1和ULK1也可通過(guò)自噬以外途徑影響細(xì)胞內(nèi)代謝穩(wěn)態(tài)。自噬在維持胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)時(shí)表現(xiàn)出兩面性，但最終目標(biāo)都是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。然而，反復(fù)的胞外刺激和胞內(nèi)代謝紊亂會(huì)不可避免地引起自噬激活/抑制導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷。因此，在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中，自噬可能不僅通過(guò)一種機(jī)制發(fā)揮作用，而是隨著時(shí)間的推移與多種機(jī)制相互作用，導(dǎo)致肝脂質(zhì)蓄積，炎癥因子增加，細(xì)胞外基質(zhì)增加，最終導(dǎo)致纖維化。目前，尚無(wú)批準(zhǔn)用于NAFLD 的特效藥物，這可能是由于有多種機(jī)制參與NAFLD的發(fā)生發(fā)展所致。自噬在NAFLD發(fā)生發(fā)展中表現(xiàn)出的重要性，讓其有機(jī)會(huì)成為治療NAFLD 的關(guān)鍵。