自噬在神經(jīng)血管單元中作用的研究進展*

張昕洋， 陳志剛， 吳藝帆， 劉雪梅△

（1北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100029；2北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院，北京 100078）

神經(jīng)血管單元（neurovasuclar unit，NVU），是包括神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞（星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞及少突膠質(zhì)細胞）、血管細胞（血管內(nèi)皮細胞、周細胞及平滑肌細胞）和細胞外基質(zhì)的統(tǒng)稱概念。為提高各類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究水平和療效，這一概念被日益重視［1］。

自噬（autophagy）是一個真核細胞中的自我降解系統(tǒng)。對于哺乳動物而言，這是細胞將包括細胞器、長壽命蛋白等多種細胞內(nèi)物質(zhì)呈遞至溶酶體，利用溶酶體內(nèi)各種水解酶（例如蛋白酶、核酸酶、脂肪酶等）將其降解的過程，具有高度保守性和規(guī)律性［2］。在生理狀態(tài)下，自噬一方面可以清除受損的細胞器和長壽命蛋白，是維持細胞穩(wěn)態(tài)的一個基本過程，另一方面又可以誘導(dǎo)細胞程序性死亡——自噬性細胞死亡，通過部分細胞死亡實現(xiàn)自我保護［3］。目前研究表明，自噬在NVU 的各個成分中發(fā)揮著保護和損傷的雙重作用，影響神經(jīng)系統(tǒng)的生理狀態(tài)和病理改變。本文就這些方面的研究現(xiàn)狀進行綜述。

1 NVU的成分和作用

長期以來對于腦部生理病理的研究都著重于研究神經(jīng)元，神經(jīng)元的損傷被認為是各類神經(jīng)疾病的基礎(chǔ)，神經(jīng)保護藥物的研發(fā)也都是著重保護神經(jīng)元。但近年來學(xué)者們認為腦的正常運行不僅依賴于神經(jīng)元，還需要NVU 中各成分的功能交互；強調(diào)神經(jīng)元通過與腦血管系統(tǒng)各成分之間獨特的交互作用機制而發(fā)揮關(guān)鍵作用［1］。（1）血腦屏障是高度分化的腦內(nèi)皮結(jié)構(gòu)，其生理特性為血管內(nèi)皮細胞通過緊密連接蛋白黏附并與不同神經(jīng)、免疫細胞（周細胞、基底膜、星型膠質(zhì)細胞足突）交互作用，限制腦血管通透性［4］。血腦屏障精密調(diào)控血液與腦實質(zhì)神經(jīng)元間的離子、分子和細胞運動，并從腦實質(zhì)向外周循環(huán)清除有害蛋白質(zhì)，因此對神經(jīng)元發(fā)揮關(guān)鍵的支持和保護作用［5-6］。（2）星形膠質(zhì)細胞作為神經(jīng)系統(tǒng)的特殊膠質(zhì)細胞，對神經(jīng)元提供營養(yǎng)、代謝和結(jié)構(gòu)支持，具有神經(jīng)保護、血管新生、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、調(diào)節(jié)突觸功能等特性［7］；它將足突伸向周細胞和平滑肌細胞，以調(diào)節(jié)血管收縮或松弛，從而控制腦血流量［1，8］。（3）小膠質(zhì)細胞是免疫細胞，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的巨噬細胞，可通過吞噬作用，清除包括神經(jīng)元在內(nèi)的死亡腦組織細胞，并調(diào)控神經(jīng)炎癥［9］。（4）少突膠質(zhì)細胞產(chǎn)生髓磷脂，形成絕緣的髓鞘結(jié)構(gòu)包繞軸突，進而使電脈沖沿軸突跳躍傳導(dǎo)，維持神經(jīng)元正常功能［10］，還能釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子和生長因子，促進神經(jīng)元存活和軸突生長［11］。

基于這些成分的作用和交互機制，NVU 在腦梗死病理過程中發(fā)揮重要作用，體現(xiàn)在對血腦屏障的調(diào)控、細胞保護、對炎癥的調(diào)控、發(fā)病期間和之后的修復(fù)等［1］。此外，因NVU 形成并調(diào)控血腦屏障，還通過神經(jīng)血管的耦合而調(diào)節(jié)腦血流對神經(jīng)元活動的反應(yīng)，進而確保足夠的氧氣和營養(yǎng)輸送到需要的腦組織，這一結(jié)構(gòu)也深刻影響著神經(jīng)退行性變及衰老相關(guān)疾病的進展［6，12］。

2 自噬的概況

根據(jù)呈遞的方式不同，自噬可分為3 種類型［13-15］：巨自噬（macroautophagy）、微自噬（microautophagy）和分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperone-mediated autophagy），其中以巨自噬最為常見，研究也較為透徹，本文所綜述的自噬為巨自噬。此外，幾種靶向自噬也已經(jīng)被報道，其中線粒體自噬（mitophagy）是一種選擇性的巨自噬，專門針對并降解受損的線粒體［16］。自噬的發(fā)生過程可分為4 個階段：（1）接受自噬誘導(dǎo)物刺激，形成吞噬泡（phagophore）；（2）吞噬泡延伸，并吞沒降解目標(biāo)，形成雙膜囊泡即自噬體（autophagosome）；（3）與溶酶體融合，形成自噬溶酶體（autolysosome）；（4）在溶酶體水解酶的作用下自噬體降解［17-18］。2003 年自噬相關(guān)的基因和蛋白質(zhì)被分別統(tǒng) 一 命 名 為ATG和Atg（autophagy-related）［19］。至今，基于自噬在維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)中的關(guān)鍵作用，它對神經(jīng)退行性變、腦血管病、癌癥、心力衰竭、代謝綜合征等諸多疾病病理生理變化的影響已被陸續(xù)報道；相應(yīng)地，靶向自噬的治療藥物及療效機制也在被持續(xù)探索中。

3 自噬的分子調(diào)控機制和靶向治療現(xiàn)狀

ULK1（Unc-51 like autophagy activating kinase 1）復(fù)合物（包含Atg13、Atg17、FIP200 等）在細胞營養(yǎng)充足時，與對抑制自噬非常重要的哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）結(jié)合，從而抑制自噬發(fā)生。機體在營養(yǎng)缺乏、饑餓等壓力條件下，mTORC1 從ULK1 復(fù)合物上解離，誘導(dǎo)自噬信號生成，標(biāo)志著自噬的開始［20］。在此過程中，若AMP/ATP 比值降低，則AMPK通路被激活，介導(dǎo)TSC2（tuberous sclerosis complex 2）磷酸化，從而抑制Ras 家族成員Rheb，最終負調(diào)控mTORC1 活動、增強自噬［21］。加巴噴丁是臨床上常用的鎮(zhèn)痛藥、輔助抗癲癇藥和偏頭痛預(yù)防藥，也有研究表明它可減輕腦缺血再灌注損傷，即激活A(yù)kt/mTOR 途徑，減弱腦缺血再灌注激活的神經(jīng)元自噬，進而減少神經(jīng)元死亡，達到保護作用［22］。

在吞噬泡延伸的過程中，磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）復(fù)合體被募集，它 由beclin-1、Atg14L、Vps15、PI3KC3 等 構(gòu) 成［23-24］。beclin-1 與Atg14L、Ambra1（activating molecule in beclin-1-regulated autophagy）、VMP1（vacuole membrane protein 1）和UVRAG（ultraviolet radiation resistanceassociated gene）相互作用，調(diào)控雙層膜的延伸［25-26］。泛素樣蛋白系統(tǒng)作為一種在翻譯后水平上修飾蛋白質(zhì)的方式，調(diào)控自噬體的加工和成熟，其過程由泛素激活酶（ubiquitin-activating enzyme，E1）、泛素接合酶（ubiquitin-conjugating enzyme，E2）及泛素蛋白連接酶（ubiquitin-protein ligase，E3）調(diào)控。在E1 樣酶Atg7和E2樣酶Atg10的反應(yīng)作用下，Atg12與Atg5結(jié)合，并繼而與Atg16L1 形成具有類E3 酶活性的復(fù)合體，定位于前自噬體結(jié)構(gòu)（pre-autophagosomal structures，PAS）［27］。此外，微管相關(guān)蛋白1 輕鏈3（microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3）被Atg4剪切，之后在E1 樣酶Atg7 和E2 樣酶Atg3 的共同作用下與磷脂酰乙醇胺連接，由胞漿可溶形式（LC3-I）轉(zhuǎn)變?yōu)樽允审w膜結(jié)合形式（LC3-II），并定位于PAS，使得吞噬泡被加工為成熟的自噬體［28］。近年來，銀杏葉提取物銀杏內(nèi)酯K 因其對腦梗死的神經(jīng)保護作用而備受關(guān)注，有研究表明，以其體外預(yù)處理氧糖剝奪下的大鼠皮層星型膠質(zhì)細胞可提升星型膠質(zhì)細胞活力、促進其遷移［29］，上調(diào)Atg7 和beclin-1 蛋白表達水平，提高LC3-II/LC3-I，激活A(yù)MPK/mTOR/ULK1 信號通路，這說明銀杏內(nèi)酯對腦缺血再灌注的療效機制，可能是通過AMPK/mTOR/ULK1 信號激活保護性自噬。抑郁癥和代謝綜合征間的關(guān)系越發(fā)引起重視。在Zhao 等［30］的研究中，采用臨床治療2 型糖尿病的藥物羅格列酮進行體內(nèi)（不可預(yù)測慢性輕度應(yīng)激誘導(dǎo)的抑郁小鼠模型）、體外（皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的神經(jīng)元模型）干預(yù)，觀察到了抑郁癥模型的神經(jīng)元自噬活動被抑制，而羅格列酮可通過增加自噬體數(shù)量，上調(diào)LC3-II/LC3-I、p-AMPK/AMPK 和LKB1（liver kinase B1）蛋白水平，激活自噬，進而減少神經(jīng)元凋亡標(biāo)志物乳酸脫氫酶的釋放量，發(fā)揮抗抑郁及神經(jīng)保護作用。

最后，在溶酶體相關(guān)膜蛋白（lysosome-associated membrane protein，LAMP）、UVRAG、beclin-1 和PI3KC3 的調(diào)控下，自噬體與溶酶體結(jié)合，形成自噬溶酶體。其內(nèi)容物在溶酶體內(nèi)酸性水解酶的作用下被降解［31-32］，包括氨基酸、脂類和碳水化合物在內(nèi)的降解產(chǎn)物，被重新釋放到細胞質(zhì)中，供給物質(zhì)和能量的合成代謝。

除了上述分子機制，非編碼RNA 也從多靶點對NVU 組分的自噬活動發(fā)揮重要的調(diào)控作用。長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）中，轉(zhuǎn)移相關(guān)的肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）可在氧糖剝奪條件下［33］，通過Malat1/miR-26b/ULK2 軸促進小鼠腦微血管內(nèi)皮細胞的保護性自噬，進而增強細胞活力。在 體 外 培 養(yǎng) 的SH-SY5Y 神 經(jīng) 元 中［34］，過 表 達lncRNA-17A 可促進自噬、抑制GABAB 信號，最終加劇由Aβ1-42介導(dǎo)的神經(jīng)退行性變、細胞損傷。短鏈非編碼RNA 中，微小RNA-30d（microRNA-30d，miR-30d）可在氧糖剝奪條件下靶向beclin-1抑制自噬，加劇大鼠原代星形膠質(zhì)細胞凋亡［35］。在D-半乳糖誘導(dǎo)的大鼠腦老化模型中，miR-34a 的高表達抑制SIRT1 信號，激活mTOR 信號，抑制自噬，進而誘導(dǎo)海馬神經(jīng)元凋亡，使大鼠學(xué)習(xí)記憶損傷加?。?6］。

4 常用的自噬抑制劑和激活劑

自噬的常用抑制劑包括：（1）經(jīng)典的3-甲基腺嘌呤（3-methyladenine，3-MA）、渥曼青霉素（wortmannin）和LY294002。它們都是針對PI3KC3 的抑制劑，通過抑制PI3K-beclin-1 復(fù)合體的形成，進而減少自噬體成熟過程中LC3-I 向自噬體膜結(jié)合形式LC3-II的轉(zhuǎn)化，從而抑制自噬［37］。（2）氯喹（chloroquine）與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用，通過抑制自噬治療腫瘤。它能抑制自噬體和溶酶體的融合，但在體內(nèi)、體外實驗中都顯示了多種副作用［38］。（3）巴佛洛霉素A1（bafilomycin A1，BafA1）是一種液泡膜H+-ATP 酶（V-ATPases）大環(huán)內(nèi)酯類抑制劑。V-ATPases 通過分解ATP 產(chǎn)生的能量維持溶酶體的酸性環(huán)境，以便酸化的溶酶體與自噬體融合形成自噬溶酶體［39］，故BafA1通過減弱V-ATPases 活動阻礙自噬體與溶酶體合成自噬溶酶體，致使自噬體堆積［40］。

自噬的常用激活劑包括：（1）雷帕霉素（rapamycin），又稱為西羅莫司（sirolimus），是mTOR天然抑制劑，也是常見的自噬誘導(dǎo)劑抑制之一，針對mTOR/PI3K 信號通路發(fā)揮作用［41］。研究表明，雷帕霉素可通過激活自噬，挽救腦缺氧缺血新生大鼠的神經(jīng)元凋亡［42］，保護全腦缺血中的海馬神經(jīng)元損傷［43］；在SAMP8 小鼠模型的神經(jīng)退行性變和衰老過程中，雷帕霉素可保護神經(jīng)元，減輕tau 蛋白磷酸化，表現(xiàn)出了減少認知功能損傷的潛在作用［44］；此外，雷帕霉素能通過自噬清除Hutchinson-Gilford 早老綜合征致病的早老蛋白（progerin），而這種早老蛋白也存在于健康人的衰老組織中，這提示著雷帕霉素治療年齡依賴性神經(jīng)退行性變的潛力［45］。（2）海藻糖（trehalose）是一種新的非mTOR 信號通路依賴的自噬激活劑［46］。研究表明，海藻糖可以通過增強細胞自噬，使異常加劇的病理蛋白聚集趨于穩(wěn)定，緩解神經(jīng)元死亡，阻斷或逆轉(zhuǎn)亨廷頓?。℉untington disease，HD）、阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease，AD）等神經(jīng)變性疾病的發(fā)展［47-49］。

5 自噬在NVU各成分中發(fā)揮“雙刃劍”作用

5.1 神經(jīng)元的自噬 神經(jīng)元的健康依靠自噬，自噬參與了從神經(jīng)元發(fā)育到病理改變的多種過程：自噬可通過自噬體內(nèi)的隔離和向溶酶體傳遞的過程，降解神經(jīng)元內(nèi)的缺陷蛋白質(zhì)和細胞器，以維持正常的神經(jīng)傳遞和完整的功能蛋白質(zhì)組［50］。當(dāng)一種或一組變構(gòu)或錯誤折疊的蛋白質(zhì)以毒性結(jié)構(gòu)在細胞內(nèi)聚集時，若自噬出現(xiàn)缺陷、不能有效清除，會引起如帕金森病（Parkinson disease，PD）、AD、HD 等各種神經(jīng)變性疾病［51-53］；對于急性腦損傷，Lee等［54］首次觀察到大鼠模型蛛網(wǎng)膜下腔出血24 h 內(nèi)神經(jīng)元beclin-1 和組織蛋白酶D 的變化，闡釋神經(jīng)元自噬的激活。另外，若線粒體自噬異常，損傷的線粒體會釋放細胞色素C等一系列蛋白，誘發(fā)線粒體依賴的神經(jīng)元凋亡，從而導(dǎo)致多種神經(jīng)退行性疾?。?5-56］。Zhang等［57］在體內(nèi)外實驗中首次報道了急性腦缺血及再灌注可引起神經(jīng)元線粒體自噬，提示了線粒體自噬不僅僅在神經(jīng)系統(tǒng)變性病中起到作用，在急性腦缺血中也有研究價值。

神經(jīng)元的保護性自噬活動已被陸續(xù)報道。Ha等［2］采用星形孢菌素同時激活多巴胺能神經(jīng)元細胞系SN4741 細胞自噬和線粒體自噬，若用BafA1抑制細胞自噬，或用基因手段阻斷PINK1 介導(dǎo)的線粒體自噬，則會明顯降低神經(jīng)元存活能力，證明了自噬起到了重要的神經(jīng)保護作用，而非引起神經(jīng)元死亡加劇損傷。在腦缺血過程中，自噬也具有十分重要的神經(jīng)保護作用［58］。缺血缺氧是激發(fā)自噬的一個重要因素，神經(jīng)元是缺血模型中發(fā)生自噬的主要細胞［59-60］。使用3-MA 抑制體外培養(yǎng)的神經(jīng)元自噬活動，可減弱神經(jīng)元活性、增加凋亡標(biāo)記物乳酸脫氫酶的釋放量，加劇氧糖剝奪介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷；而雷帕霉素可增強的神經(jīng)元自噬活動，改善神經(jīng)元活性，進而保護氧糖剝奪下的損傷［61］。在Cai等［62］的研究中，花青素顯著增加遭受氧糖剝奪的SH-SY5Y神經(jīng)元自噬活性，抑制氧化應(yīng)激、炎癥和神經(jīng)元凋亡；自噬激活劑增強了花青素的抗炎作用，而自噬抑制劑則相反，可見神經(jīng)元保護性自噬的抗氧化應(yīng)激、抗炎癥、抗凋亡作用。以輕度缺氧激發(fā)缺血預(yù)處理（ischemic preconditioning，IPC）的同時也增強了體外培養(yǎng)的PC12 神經(jīng)細胞模型的自噬活動，IPC 加快了自噬體的產(chǎn)生與降解，如果以3-MA 阻斷自噬，尤其是在再灌注或致死性氧糖剝奪過程中，會降低IPC 的療效［58］。在永久性大腦中動脈閉塞（permanent middle cerebral artery occlusion，pMCAO）大鼠體內(nèi)實驗中，觀察到了IPC能激活A(yù)MPK通路進而誘導(dǎo)自噬，以改善神經(jīng)功能缺損、梗死體積和神經(jīng)細胞凋亡，且化合物C（AMPK 抑制劑）和3-MA 可抑制上述保護作用［63］。以上均提示自噬在IPC 的保護作用中發(fā)揮重要作用。

然而過度激活自噬會引起異常的自噬性細胞死亡，損傷神經(jīng)元［64］。在大鼠pMCAO 模型中，研究者觀察到缺血區(qū)神經(jīng)元自噬顯著增強，應(yīng)用3-MA 或BafA1抑制自噬，可縮小腦梗死面積，減輕腦水腫，改善神經(jīng)行為體征［65］。在體外神經(jīng)元氧糖剝奪/復(fù)氧損傷情況下，采用干預(yù)措施抑制過度自噬，可提升神經(jīng)元存活能力，實現(xiàn)保護作用［66-69］。針對小鼠海馬區(qū)的研究表明，缺血缺氧會顯著增加自噬體的產(chǎn)生，導(dǎo)致海馬區(qū)神經(jīng)元大量死亡，但是ATG7基因缺乏的小鼠缺血海馬區(qū)神經(jīng)元死亡會明顯減少，證明Atg7 是神經(jīng)元死亡通路的上游因子，自噬在缺血缺氧導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的過程中處于重要的激發(fā)環(huán)節(jié)［70］。

5.2 星形膠質(zhì)細胞的自噬 與神經(jīng)元相類似，自噬對星形膠質(zhì)細胞亦是起著“雙刃劍”作用。Korenic等［71］研究了自噬與大鼠原代星形膠質(zhì)細胞營養(yǎng)剝奪模型的關(guān)系，營養(yǎng)剝奪作用星形膠質(zhì)細胞8～9 h 后，細胞死亡數(shù)量逐漸增長，10～12 h 時細胞達到60%死亡率，而早期抑制自噬會導(dǎo)致星形膠質(zhì)細胞在后期的營養(yǎng)剝奪中更容易受損，提示自噬具有保護作用。Yu等［72］研究丙烯腈（acrylonitrile，AN）誘發(fā)大鼠原代星形膠質(zhì)細胞細胞毒性時，檢測到單用AN 會顯著增加細胞的易損程度并且加劇細胞毒性作用，采用不同濃度的2-脫氧葡萄糖（2-deoxy-D-glucose，2-DG）或氧化型二硫蘇糖醇（oxidized dithiothreitol，DTTox）預(yù)處理后可降低AN 的細胞毒性，而2-DG 和DTTox均會誘發(fā)自噬；阻斷自噬可減弱2-DG 和DTTox 的預(yù)處理作用，提示自噬可作為降低AN 毒性的新靶點。Zhu 等［73］報道了右美托咪定通過調(diào)控TSC2/mTOR 信號通路激活自噬，使遭受氧糖剝奪損傷的小鼠原代星形膠質(zhì)細胞存活，發(fā)揮神經(jīng)保護作用；且對比自噬抑制劑，應(yīng)用自噬激活劑能顯著提升星形膠質(zhì)細胞存活率。在創(chuàng)傷性腦損傷、缺血和神經(jīng)退行性變中的病理學(xué)中，炎癥反應(yīng)發(fā)揮關(guān)鍵作用，炎性刺激會導(dǎo)致體內(nèi)和體外星形膠質(zhì)細胞中線粒體異常，而受到促炎刺激之后被誘導(dǎo)的自噬對于線粒體功能的保障至關(guān)重要（自噬體形成所需的Atg7 的缺失阻止了線粒體的重建）［74］。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染領(lǐng)域，以廣州管圓線蟲幼蟲感染小鼠的方式，復(fù)制嗜酸性粒細胞增多性腦膜炎模型，結(jié)果顯示，這種感染可顯著引起血腦屏障功能障礙和腦組織病理改變；在被廣州管圓線蟲排泄分泌產(chǎn)物感染的星形膠質(zhì)細胞模型中，雷帕霉素預(yù)處理可顯著提升自噬相關(guān)蛋白表達，進而增強細胞存活能力，這提示了自噬活動在此模型中對星形膠質(zhì)細胞的保護作用［75］。

部分研究報道了自噬對于星形膠質(zhì)細胞的損傷作用。在關(guān)于PD 病理機制的研究中，將寡聚α-突觸核蛋白加入原代小鼠腦星形膠質(zhì)細胞，結(jié)果顯示其Atg5 蛋白及炎癥反應(yīng)相關(guān)蛋白NLRP3、caspase-1 和IL-1β 的表達水平隨著加入的α-突觸核蛋白濃度的增加而提升，且自噬抑制劑能顯著抑制炎癥反應(yīng)，揭示自噬導(dǎo)致炎性損傷，且自噬抑制劑可能是PD 的潛在治療手段［76］。在體外氧糖剝奪及大鼠pMCAO 模型中，研究者觀察到自噬的激活與星形膠質(zhì)細胞損傷程度有關(guān)，細胞存活率用其特異性標(biāo)志物膠質(zhì)細胞原纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）測定，在pMCAO 造模3～12 h 之內(nèi)，GFAP 染色減少；在細胞模型中，可以觀察到氧糖剝奪可激發(fā)自噬體的形成，若給予3-MA 阻斷自噬過程，細胞死亡率會輕微降低，雖然降低并不顯著，但卻值得注意［77］。這些結(jié)果說明在缺血缺氧條件下，自噬-溶酶體途徑至少在一定程度上會導(dǎo)致星形膠質(zhì)細胞的損傷。Huang等［78］研究體內(nèi)、體外的大鼠海馬星型膠質(zhì)細胞，結(jié)果顯示醋酸鉛暴露會誘導(dǎo)星型膠質(zhì)細胞活化，激活其自噬，進而引起炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，但3-MA 有效抑制了自噬，并逆轉(zhuǎn)了這些損傷，發(fā)揮保護作用。

5.3 小膠質(zhì)細胞的自噬 越來越多的研究證實自噬可能引起小膠質(zhì)細胞炎癥反應(yīng)或激發(fā)小膠質(zhì)細胞，進而造成神經(jīng)損傷。Yang等［79］在小鼠pMCAO 后觀察到小膠質(zhì)細胞自噬與炎癥反應(yīng)同時被誘導(dǎo)，以3-MA 抑制自噬不僅減弱炎癥反應(yīng)，還可以減小梗死面積，減輕腦水腫程度，降低細胞死亡率。CX3CL1是一種在神經(jīng)元上表達的膜結(jié)合趨化因子，通過與小膠質(zhì)細胞的相應(yīng)受體結(jié)合，抑制小膠質(zhì)細胞的激活和炎癥，病理性自噬在MCAO 大鼠模型中被激活時CX3CL1 表達下調(diào)，小膠質(zhì)細胞發(fā)生炎性損傷，進而使大鼠腦含水量、梗死面積增大［80］；這一損傷可被自噬抑制劑逆轉(zhuǎn)，被自噬激活劑加劇。在Chen 等［81］的研究中，氧糖剝奪/復(fù)氧誘導(dǎo)BV-2小膠質(zhì)細胞發(fā)生受氧化應(yīng)激調(diào)節(jié)的自噬，進而激活凋亡；兒茶素通過促進PI3K/Akt/mTOR 信號通路磷酸化，有效抑制這種被自噬激活的凋亡，進而保護小膠質(zhì)細胞。

也有報道自噬具有抗炎、抑制小膠質(zhì)細胞激活作用的研究。研究表明，BV-2 小膠質(zhì)細胞的自噬活動在NLRP3炎癥小體相關(guān)的神經(jīng)炎癥過程中發(fā)揮重要保護作用［82］。BV-2和原代小鼠小膠質(zhì)細胞自噬能促進β-淀粉樣蛋白降解，進而抑制β-淀粉樣蛋白介導(dǎo)的NLRP3 炎癥小體相關(guān)神經(jīng)炎癥，且小膠質(zhì)細胞特異性ATG7敲除小鼠清除β-淀粉樣蛋白能力受損［83］，這提示自噬可能是AD 的潛在治療靶點。在研究遠志提取物抗抑郁作用的實驗中，該藥物可增強慢性束縛應(yīng)激大鼠前額葉皮質(zhì)的自噬活性，抑制小膠質(zhì)細胞激活和NLRP3 炎癥小體相關(guān)炎癥反應(yīng)，進而發(fā)揮抗抑郁療效［84］。誘發(fā)小膠質(zhì)細胞炎癥反應(yīng)會引起自噬，但是此自噬既可以抗炎，也可以促炎，小膠質(zhì)細胞的炎癥反應(yīng)與自噬的相互作用在急性和慢性中樞系統(tǒng)損傷中始終存在，但是在何種情況下會誘導(dǎo)何種細胞或分子層面上的自噬機制，進而產(chǎn)生怎樣的后果，仍有待進一步研究［79，85］。

5.4 少突膠質(zhì)細胞的自噬 基于少突膠質(zhì)細胞的生理功能，有研究報道二甲雙胍可通過對早期自噬活動的抑制，促進少突膠質(zhì)細胞前體的增殖，發(fā)揮髓鞘再生劑的作用［86］。此外，脊髓注射神經(jīng)營養(yǎng)素3（neurotropin-3）能顯著促進大鼠脊髓損傷后運動功能的恢復(fù)，并增加脊髓少突膠質(zhì)細胞存活量，下調(diào)少突膠質(zhì)細胞自噬相關(guān)蛋白的表達，但應(yīng)用自噬激活劑后，neurotropin-3 的保護效應(yīng)被逆轉(zhuǎn)，這說明少突膠質(zhì)細胞自噬可能是脊髓損傷的病理機制［87］。另一方面，少突膠質(zhì)細胞自噬可在白質(zhì)消融性腦白質(zhì)病進程中發(fā)揮保護作用。Chen等［88］以真核細胞翻譯起始因子2B（eukaryotic translation initiation factor 2B，eIF2B）與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplasmic reticulum stress，ERS）的關(guān)系為切入點，發(fā)現(xiàn)eIF2B 變異的人少突膠質(zhì)細胞系MO3.13 的自噬活動因Atg3 和Atg7 表達減少而受到抑制，并對ERS 有更差的承受能力，導(dǎo)致細胞活力降低，凋亡率升高，而自噬誘導(dǎo)劑可逆轉(zhuǎn)這一傷害。Doria 等［89］的研究報道了極長鏈脂肪酸可顯著減弱小鼠少突膠質(zhì)細胞158N 活力，而以雷帕霉素激活細胞自噬后，細胞數(shù)量顯著回升，這提示自噬可對抗極長鏈脂肪酸對少突膠質(zhì)細胞的毒性作用。

5.5 血管細胞的自噬 關(guān)于自噬對血管細胞作用的研究主要集中于血管內(nèi)皮細胞，自噬對血管內(nèi)皮細胞也具有保護及損傷的雙重作用。血管內(nèi)皮抑制蛋白（endostatin）可有效抑制整合素（integrin）和Wnt信號通路，從而影響血管內(nèi)皮細胞遷移和增殖，進一步阻礙血管生成。Nguyen 等［90］利用天然endostatin及活化的endostatin（P125A-endostatin）刺激體外培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細胞，均觀察到了自噬被激活，P124Aendostatin 可增加beclin-1的水平；而增強Wnt信號通路會降低beclin-1 水平，削弱內(nèi)皮細胞的自噬反應(yīng)；以RNA 干擾技術(shù)阻斷beclin-1 的表達后，可以觀察到細胞自噬活動減弱而凋亡活動增強。這些研究表明啟動自噬可能是血管內(nèi)皮細胞的自我保護反應(yīng)，自噬可減弱血管生成抑制劑的影響。以軸突生長誘向因子1（netrin-1）體外干預(yù)氧糖剝奪下的大鼠腦微血管內(nèi)皮細胞，可顯著激活其自噬活動，增強細胞活力，但這種有益的自噬被PI3K 信號通路抑制劑LY294002 和UNC5H2（UNC5 homolog 2；一種netrin-1受體）RNA 干擾技術(shù)顯著減弱，可見PI3K 介導(dǎo)的依賴于UNC5H2 的自噬對血管內(nèi)皮細胞具有保護作用［91］。晚期糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）可損傷血管內(nèi)皮細胞，導(dǎo)致動脈粥樣硬化。在體外實驗中，觀察到了AGEs可誘導(dǎo)活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生，而ROS 能誘導(dǎo)并加強分子伴侶介導(dǎo)的自噬，從而有效地對氧化蛋白進行清除，保護人臍靜脈內(nèi)皮細胞［92］。Dong等［93］研究低濃度的鎘（cadmium，Cd）對體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞自噬的影響，檢測到Cd2+在濃度小于10 mmol/L 時促進自噬，并抑制了堿性成纖維細胞生長因子誘發(fā)的細胞凋亡。

關(guān)于自噬對血管內(nèi)皮細胞的損傷作用也有不少報道。Kim 等［94］以糖尿病代謝產(chǎn)物丙酮醛體外干預(yù)小鼠腦血管內(nèi)皮細胞bEnd.3，結(jié)果顯示線粒體ROS產(chǎn)量隨干預(yù)時間的延長而顯著上升，而能夠緩解細胞缺氧損傷的Akt/HIF-1α 通路被顯著抑制，這些結(jié)果提示著內(nèi)皮細胞受到了氧化應(yīng)激打擊，這可能導(dǎo)致內(nèi)皮細胞的線粒體損傷和自噬，進一步造成細胞通透性損害和緊密連接蛋白失調(diào)，影響血腦屏障正常功能［95-96］。還有研究者在體外實驗中檢測到氧糖剝奪會激活人腦微血管內(nèi)皮細胞自噬，進而減弱細胞存活能力和血管新生能力，但綠茶提取物表兒茶素沒食子酸酯和表沒食子兒茶素沒食子酸酯可逆轉(zhuǎn)自噬，并抑制細胞凋亡［97］。從心肌梗死大鼠的心臟分離出微血管內(nèi)皮細胞后，在細胞缺氧損傷狀態(tài)下，用3-MA 阻斷自噬或沉默F(xiàn)oxO3基因會減少細胞凋亡，同時提升大鼠冠狀動脈血管內(nèi)皮依賴性舒張功能，表明缺血后FoxO3 介導(dǎo)的自噬是內(nèi)皮細胞損傷的重要參與環(huán)節(jié)［98］。

6 小結(jié)

自噬作為真核生物細胞內(nèi)基本的新陳代謝活動之一，存在于NVU 的各成分中。自噬在NVU 中發(fā)揮著的雙刃劍作用。自噬對NVU 是保護還是損傷？引起自噬保護或損傷作用的機制究竟是什么？這些問題仍有待更深入的研究。對于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究和治療，應(yīng)該不再單純著眼于神經(jīng)元，而應(yīng)更注重NVU 這個綜合體。如何最大限度調(diào)動NVU 內(nèi)自噬的保護作用，進而降低病理損傷，對于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療將會有重要的意義。