銀屑病角質形成細胞中自噬的研究進展

劉柳 ，羅楹 ，顧云東 ，茹意 ，李欣 ，李斌

（1.上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院，上海200437；2.上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結合醫(yī)院崇明分院，上海202150）

1 自噬概要

自噬（Autophagy），最早由諾貝爾生理學及醫(yī)學獎得主Christian de Duve發(fā)明[1]，用于描述細胞利用溶酶體降解細胞質及細胞器等胞漿成分的過程[2]，又稱自我吞噬（Self-eating）。根據(jù)胞內物質運送到溶酶體方式的不同分為3類：①大自噬（Macroautophagy）：目前研究最多，也是醫(yī)者們通常所指的自噬。其過程大致分為3個階段，首先胞質成分誘導產(chǎn)生雙層隔離膜結構的吞噬泡。其次，吞噬泡選擇性或非選擇性地募集并包圍胞質成分以形成雙層膜結構的自噬體。最后，自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體，其中的水解酶降解小泡中的胞質成分；②小自噬（Microautophagy）：其過程較為簡潔。溶酶體膜直接內陷形成內吞囊泡，繼而囊泡擴張、斷裂及降解。這對細胞在長期饑餓條件下的存活十分重要；③分子伴侶介導的自噬（Chaperone mediated autophagy，CMA）：不參與自噬體的形成，而是在分子伴侶的介導下直接將底物運送至溶酶體進行降解，主要包括3個方面過程：底物的識別及運送至溶酶體、底物的結合與延伸以及底物的移位與降解[3]。因此，自噬對于維持細胞生長和胞內穩(wěn)態(tài)十分重要。

自噬相關基因（Autophagy-related genes，ATG）最早在酵母菌中發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物細胞內能找到其同源物。酵母菌中，營養(yǎng)不足引發(fā)自噬，消耗氮和碳。雷帕霉素的蛋白激酶靶點（TOR）是一種特異性對氮的水平做出反應的負向調節(jié)器。在營養(yǎng)充足條件下，TOR酶抑制自噬，營養(yǎng)缺乏的條件下TOR失活，自噬活動增加[4]。哺乳動物中的TOR蛋白（Mammalian target of Rapamycin，mTOR）也同樣能感受環(huán)境變化以調控自噬。營養(yǎng)適宜條件下，生長因子活化Ⅰ類PIK3蛋白（ClassⅠPIK3 protein），后者通過AKT信號通路激活mTOR。mTOR活化后抑制自噬誘發(fā)的關鍵基因Atg1，繼而抑制細胞自噬。當營養(yǎng)不足或存在mTOR抑制劑時，mTOR失活，Atg1募集Atg11、Atg13和Atg17形成復合物，作為誘導信號引發(fā)自噬[2]。

其他自噬相關信號轉導通路還包括ROS信號通路、NF-κb信號通路、Ras/蛋白酶（PKA）。c-Jun氨基末端激酶（JNK）、毛細血管擴張性共濟失調突變蛋白激酶（ATM）等，都與自噬發(fā)生密切相關[5]。

已有研究發(fā)現(xiàn)，自噬能直接消除微生物、控制炎癥、通過調節(jié)抗原呈遞和淋巴細胞內穩(wěn)態(tài)控制適應性免疫反應以及分泌免疫介質[6]。自噬在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中也有重要作用，如腫瘤、神經(jīng)元退行性變、克隆恩病及各類感染性疾病都密切相關[7]。然而，自噬參與銀屑病發(fā)病機制的研究多集中于機體免疫系統(tǒng)，而其在表皮角質形成細胞中的作用了解較少。本篇綜述總結了近年來銀屑病角質形成細胞中自噬的研究概況，旨在加深對銀屑病角質形成細胞中自噬的認識，為探討銀屑病的發(fā)病機制提供新思路。

2 銀屑病與角質形成細胞

銀屑病是一種常見易復發(fā)的慢性炎癥性皮膚病，皮損特點為紅色丘疹或斑塊上覆蓋多層銀白色鱗屑。有一定季節(jié)規(guī)律，常冬重夏輕。主要侵犯青壯年，無傳染性[8]。其發(fā)病機制尚未完全闡明，目前普遍認為免疫介導的角質形成細胞過度增殖為其重要特征。角質形成細胞是表皮的主要成分，除了是人體的機械保護屏障之外，還是啟動、維持、調節(jié)皮膚免疫反應的關鍵細胞[9]。表皮損傷引發(fā)角質形成細胞免疫反應激活，多種調控其生長分化的細胞因子異常表達，導致角質形成細胞動力學改變，這些細胞因子主要包括白細胞介素（IL）-17、IL-22、腫瘤壞死因子（TNF）、干擾素（IFN）-α等[10]。

3 自噬與角質形成細胞

3.1 自噬與正常角質形成細胞 隨著自噬研究的不斷深入，自噬在角質形成細胞中的作用也日益清晰。Haruna等[11]首次證實LC3在KC分化中有特異性表達，其是皮膚形成自噬體必不可少的因子。Aymard等[12]用M199誘發(fā)角質形成細胞代謝應激反應，檢測KC分化標志物以及與分化相關的整合素水平，發(fā)現(xiàn)自噬可能是角質形成細胞分化所需的早期信號傳遞過程。Chikh等[13]研究強調自噬在皮膚的分化中是正常且必要的生理過程，證明了在表皮穩(wěn)態(tài)中很重要的iASPP能抑制角質形成細胞自噬。Chen等[14]研究發(fā)現(xiàn)海藻糖等糖類不依賴mTOR信號通路來誘導角質形成細胞自噬，這種mTOR獨立的自噬調節(jié)功能對多種疾病的治療中有重要意義。

3.2 自噬與銀屑病角質形成細胞 角質形成細胞在銀屑病患者中過度增殖的機制，以前的研究多集中于機體免疫功能發(fā)揮的作用。IL-17、IFN-γ、IL-22和TNF引起角質形成細胞增殖、趨化因子，細胞因子和AMP產(chǎn)生，這些產(chǎn)物接著作用于樹突狀細胞（DC）、T細胞和中性粒細胞，從而維持皮膚炎癥。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，自噬在角質形成細胞涉及的皮膚病中也有重要作用[15]。

3.2.1 發(fā)病機制 Olufolake等[16]將銀屑病患者皮膚與健康成人皮膚比較后發(fā)現(xiàn)，幾種自噬標記物與LC3一樣，在銀屑病皮損區(qū)并未觀察到有表達，在非皮損區(qū)的表達也明顯下降；而健康成人中這些自噬標記物都正常表達，這些結果說明自噬有助于銀屑病表皮屏障缺陷的修復。

Mahil等[17]探討膿皰型銀屑病發(fā)病的分子機制時，運用與自噬體形成相關的AP1S3基因，發(fā)現(xiàn)AP1S3的敲除擾亂角質形成細胞自噬，導致p62不正常聚集、IL-1信號異常以及IL-36過表達。這些結果證明角質形成細胞的自噬在皮膚炎癥中起重要作用。

Lee等[18]研究發(fā)現(xiàn)TLR2/6和TLR4能活化人原代角質形成細胞自噬途徑，上調p62的表達。這一過程是通過NADPH氧化酶2和4的誘發(fā)以及活性氧的產(chǎn)生來完成的。其中，MyD88和TNFR相關因子6，是介導TLR活化的關鍵信號因子，在自噬的發(fā)生和p62的表達中起關鍵作用。當用脂多糖（LPS）處理HaCaT細胞后，自噬明顯活化，p62及抗菌肽LL-37表達增加，說明自噬參與調節(jié)細胞炎癥反應。將斑塊型銀屑病和特應性皮炎患者的表皮進行比較后發(fā)現(xiàn)，斑塊型銀屑病患者表皮中，p62和LL-37的表達上調，表明p62和抗菌肽的異常調節(jié)可能參與銀屑病的發(fā)病機制。

Tian等[19]研究發(fā)現(xiàn)，顆粒蛋白前體（PGRN）在銀屑病皮損和炎性HaCaT細胞中高度表達，PGRN siRNA能促進自噬相關基因p62表達，抑制HaCaT細胞中LC3II和Atg7表達水平，但是PGRN過表達呈現(xiàn)相反的效果。Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路抑制劑IWP-2，在TNF-α處理的HaCaT細胞中能抑制PGRN siRNA的促炎癥和抗自噬作用。這些結果表明PGRN的靶向治療可能是銀屑病治療的潛在方案。3.2.2 自噬與銀屑病治療藥物 喜樹堿是一種具有抗腫瘤活性的生物堿單體，常將其外用制劑治療尋常型銀屑病，尤其是慢性斑塊型銀屑病。郝陽陽等[20]用喜樹堿與二甲基亞砜分別處理HaCaT細胞，探討喜樹堿對HacaT細胞自噬的影響，發(fā)現(xiàn)濃度較低的喜樹堿可誘導HaCaT細胞自噬，而濃度較高的喜樹堿則抑制HaCaT細胞增殖，使細胞凋亡，自噬水平降低。

卡泊三醇是一種維生素D類似物，也是銀屑病治療的一線藥物。以前的研究顯示，其治療機制是抑制KC增殖，抑制生長信號以及調節(jié)T細胞信號，最近的研究表明它還能誘導角質形成細胞中自噬的發(fā)生，對胞內病毒細菌的感染發(fā)揮作用[21]。

富馬酸二甲酯（Dimethyl fumarate，DMF）是一種治療銀屑病新型藥物，除了通過調節(jié)人體免疫功能來發(fā)揮治療作用，李紅霞等[22]還發(fā)現(xiàn)其抑制角質形成細胞增殖，誘導HaCaT細胞自噬，這為DMF治療銀屑病的機制提供了新證據(jù)。

4 總結與展望

銀屑病作為慢性炎癥性疾病，以角質形成細胞過度增殖、角化不全為其重要特征。因此，探索病理性角質形成細胞的成因是了解銀屑病發(fā)病機制的路徑之一。自噬作為正常的生理過程，在角質形成細胞的發(fā)育分化中起重要作用。銀屑病角質形成細胞中，自噬的參與有助于修復銀屑病表皮屏障，一些銀屑病治療藥物也能通過細胞自噬來發(fā)揮療效。雖然已初步了解銀屑病角質形成細胞中自噬的作用機制，但更具體的信號轉導通路尚不明了。還需進一步探究完整的作用途徑，為銀屑病的靶向治療提供新方案。