從調節(jié)線粒體自噬角度探討消渴病滋陰清熱治法的科學內涵*

原恩澤，辛曉馳，韓 雪，趙 杰，溫偉波△

（1.云南中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，云南 昆明 650021；2.云南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院，云南 昆明 650021）

基于《素問·奇病論》“此肥美之所發(fā)也，此人必數(shù)食甘美而多肥也，肥者令人內熱，甘者令人中滿，故其氣上溢，轉為消渴”的論述，現(xiàn)代中醫(yī)學將糖尿病歸為消渴[1]，根據(jù)致病因果關系，認為內熱傷及本陰，故根本病機以陰虛為本，燥熱為標[2-3]。隨著科技發(fā)展，中醫(yī)微觀辨證論治為中醫(yī)藥現(xiàn)代化起著推動作用[4]。消渴病為脾胃運化失常所釀生疾病，線粒體為能量代謝的微觀細胞器，本文通過介紹線粒體自噬的啟動途徑和過程，以及線粒體自噬和2型糖尿?。═2DM）的關系，探討消渴病滋陰清熱治法的科學內涵，以期為研究中醫(yī)微觀辨證論治消渴病提供理論依據(jù)和研究方向。

1 線粒體自噬過程

線粒體是細胞中產能的主要細胞器，在ATP生產、磷脂合成和運輸?shù)饶芰看x過程中發(fā)揮作用。線粒體的質量和數(shù)量是否處于穩(wěn)態(tài)維持對能量代謝至關重要。線粒體自噬作為一種選擇性細胞自噬機制，可以將細胞中受損或過剩線粒體清除，從而維持線粒體數(shù)量和功能的穩(wěn)態(tài)[5-6]。當機體處于T2DM時，高血糖使線粒體三羧酸代謝超負荷，導致活性氧簇（ROS）生成過量，損傷線粒體，并引起線粒體內膜電位降低，觸發(fā)線粒體自噬反應[7]。目前發(fā)現(xiàn)在哺乳動物細胞中，線粒體自噬主要通過PINK1/Parkin、FUDNC1、BNIP3/NIX 3種途徑啟動[8-9]。受損或冗余線粒體被標記后，在微管相關蛋白輕鏈3（LC3）及其互作結構域（LIR）作用。經標記的線粒體聚集至雙層自噬囊泡，通過包裹、融合、吞噬的一系列過程，最后在自噬體內被水解[10-12]。以上3種自噬途徑可分為泛素介導（PINK1/Parkin）和受體介導（BNIP3/NIX、FUDNC1）的線粒體自噬。

1.1 PINK1/Parkin PINK1/Parkin是目前關注度較高的線粒體自噬通路。當氧化應激造成線粒體損傷時，通過降低線粒體膜電位激活線粒體自噬。原本通過線粒體外膜轉位酶（TOM）進入線粒體，在線粒體內膜降解的PINK1，被錨定在線粒體外膜上并富集，通過啟動自我磷酸化并招募Parkin，將Parkin上的Ser65磷酸化激活[13]，隨著Parkin水平降低和凋亡相關蛋白Bax/Bcl-2的激活，將外膜上的電壓依賴性陰離子通道蛋白1（VDAC1）與線粒體融合蛋白1（Mfn1）、線粒體融合蛋白 2（Mfn2）泛素化，然后在P62蛋白等含有的泛素結合結構域的底物作用下，啟動最后的吞噬降解過程[14-15]。

1.2 BNIP3/NIX BNIP3與NIX是位于線粒體外膜，表現(xiàn)出同源性的線粒體自噬受體[16-17]。與C端跨膜區(qū)吻合后錨定在線粒體外膜上，經位于N端的LIR結構與LC3發(fā)生協(xié)同作用以介導線粒體自噬的發(fā)生[18-19]。不同的是BNIP3在LIR基序附近Ser17和Ser24的磷酸化對BNIP3-LC3的結合發(fā)揮作用[20]；LIR基序附近的兩個串聯(lián)絲氨酸殘基Ser34和Ser35的磷酸化可穩(wěn)定NIX-LC3相互作用并促進線粒體自噬[21]。

1.3 FUDNC1 FUNDC1是線粒體外膜上的蛋白，具有位于N端的典型LIR結構。在缺氧狀態(tài)下，可與LC3結合進而激活線粒體自噬[22]。研究發(fā)現(xiàn)[22-23]，F(xiàn)UNDC1介導的線粒體自噬通過位于LIR基序附近的Ser13和Tyr18殘基的磷酸化和去磷酸化來調節(jié)；并證實了缺氧狀態(tài)對FUNDC1途徑線粒體自噬的促進作用：供氧正常時，位于LIR基序附近的Ser13及Tyr18磷酸化，F(xiàn)UNDC1與LC3無法正常結合；缺氧狀態(tài)下，介導Tyr18磷酸化的Src蛋白激酶失活，無法磷酸化，F(xiàn)UNDC1-LC3相互作用穩(wěn)定，使線粒體自噬正常啟動；線粒體絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶PGAM5通過去磷酸化Ser13以增強FUNDC1-LC3相互作用，從而促進線粒體吞噬。

2 線粒體自噬失衡與T2DM胰島素抵抗

胰島素抵抗是T2DM的始動因素之一，在T2DM病程中均有不同程度的胰島素抵抗。在胰島素信號傳導通路中，胰島素靶組織中的胰島素受體（InsR）與胰島素受體底物（IRS）發(fā)揮著重要作用[24]。Mahadev等[25]指出，ROS可以調控胰島素的信號傳導，且這種作用具有雙向性。當胰島素發(fā)揮作用時，機體通過NADPH氧化酶依賴機制快速產生微量的ROS作為第二信使，將蛋白質酪氨酸磷酸酶（PTP1B）氧化并失活，來增強胰島素的作用[26-27]。然而長期高血糖引起的氧化應激損傷產生了過量的ROS，使InsR和IRS蛋白發(fā)生絲氨酸磷酸化，過度的絲氨酸磷酸化導致胰島素信號傳導出現(xiàn)異常[28]，從而發(fā)生胰島素抵抗[29]。可見，ROS產出過多會影響胰島素信號的正常傳導，誘發(fā)胰島素抵抗。線粒體自噬通過靶向性的清除受損或多余的線粒體、促進線粒體更新，使線粒體的質量和數(shù)量維持于適當水平，限制ROS的過量積累[30]。以此調控胰島素信號傳導并改善胰島素抵抗[31]。

3 線粒體自噬失衡與T2DM胰島β細胞功能紊亂

T2DM發(fā)病的另一個重要因素就是胰島β細胞的數(shù)量減少或功能衰退。高血糖引起的氧化應激反應會使線粒體的負擔加重，ROS的產出增加，引起線粒體功能和結構改變[32]。由于超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）等抗氧化劑的保有量較低，致使胰腺抗氧化應激能力較弱[33-34]。動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，氧化應激使p53蛋白在胰島β細胞的胞漿中聚積，使Parkin信號傳導功能被抑制，導致胰島β細胞線粒體自噬的能力降低，影響胰島β細胞分泌胰島素的功能[35]。

當線粒體自噬功能障礙出現(xiàn)過剩堆積時，線粒體外膜上的VDAC1可通過介導細胞色素C（cytochrome C，Cyt C）進入細胞質，促進線粒體途徑的細胞凋亡[36-37]。此外，胰十二指腸同源盒因子1（PDX-1）的核質易位會被過量的ROS阻斷，導致線粒體能量代謝障礙，胰島素合成減少[38]。

綜上所述，線粒體自噬一方面可以通過調控胰島素信號傳導，改善胰島素抵抗。另一方面可以通過對線粒體質控，調整胰島β細胞能量代謝，改善氧化應激損傷，減少線粒體途經的細胞凋亡，保護胰島β細胞結構和功能不被破壞。

4 滋陰清熱與消渴

中醫(yī)認為消渴病是由于過食肥甘厚味，積聚不化所致。肥甘為濕邪，過食傷脾胃，積聚不化，蘊生熱邪，損傷津液，發(fā)為消渴[39-40]。其病機主要為陰液虧損，燥熱內傷。由于陰陽互根互化，所以陰傷不能制熱而熱愈盛，熱盛傷陰而陰愈虛[41]。王興欣等[42]通過分析835篇文獻中的171條處方發(fā)現(xiàn)以滋陰清熱為主的山藥、生地黃、葛根、天花粉，為處方中出現(xiàn)頻次最高的藥物，可見滋陰清熱法在消渴病的治療中占主導地位。

消渴發(fā)病源頭在脾胃燥熱內蘊，陰津損傷，以致不能運化。許多學者研究發(fā)現(xiàn)[43-47]，線粒體功能與中醫(yī)脾胃功能有密切的聯(lián)系：線粒體通過三羧酸循環(huán)將糖類、脂質、蛋白質為主的營養(yǎng)物質轉化為ATP，為細胞的生理活動供能，維持人體的正常生命活動。中醫(yī)認為脾主運化，即脾可將飲食物（營養(yǎng)物質）轉化為水谷精微（ATP），疏布到全身，營養(yǎng)全身，以為生理活動之資。并且實驗證實，中醫(yī)補脾法可改善線粒體功能[48-49]。

基于脾胃功能與線粒體的關系，可以認為通過滋陰清熱法改善脾胃運化功能，以治療消渴，與調控線粒體自噬，改善線粒體功能，以治療T2DM是有密切關聯(lián)的。

5 滋陰清熱與線粒體自噬

根據(jù)消渴病的病機特點和核心治法，作者發(fā)現(xiàn)目前研究中藥復方改善線粒體自噬治療消渴的研究，均以滋陰清熱治法為主。

許強[50]發(fā)現(xiàn)以逐瘀瀉熱，滋陰清熱為主的降糖三黃片（桃仁、桂枝、大黃、芒硝、黃芪片、麥冬、生地黃、玄參、炙甘草）通過PINK1/Parkin通路對胰腺線粒體自噬的調控作用來改善胰島β細胞功能。

津力達顆粒（人參、黃精、蒼術、苦參、麥冬、地黃、制何首烏、山茱萸、茯苓、佩蘭、黃連、知母、淫羊藿、丹參、葛根、荔枝核、地骨皮），聯(lián)合通心絡膠囊（人參、水蛭、全蝎、赤芍、蟬蛻、土鱉蟲、蜈蚣、檀香、降香、乳香、酸棗仁、冰片）和健脾消渴方（黃芪、天花粉、黃連、生地黃、佩蘭、川牛膝）可通過激活胰島β細胞自噬，減輕胰島β細胞中線粒體損傷，改善胰島β細胞結構及功能來治療T2DM[51-52]。

研究顯示[53]在荷葉、蒲黃等治療消渴的藥物中，均含有山柰酚，山柰酚可改善胰島β細胞線粒體自噬，地骨皮也具有同樣的調控作用[54]。亞麻籽油可以經FUNDC1通路激活線粒體自噬，改善肝臟胰島素抵抗及脂質積累[55]?；⒄溶湛赏ㄟ^調控線粒體自噬，改善肝臟胰島素抵抗[56]。

通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，滋陰清熱作為消渴病的主要治法，是有臨床實踐基礎的；線粒體自噬的動物實驗也證實，以滋陰清熱為主要治法的方劑或中藥可以通過調控線粒體自噬治療消渴。因此作者認為“滋陰清熱-線粒體自噬-消渴病”存在密切關聯(lián)，線粒體自噬是滋陰清熱治法發(fā)揮治療作用的重要途徑。

6 結語展望

綜上所述，以滋陰清熱為主的中藥及復方可以通過調控線粒體自噬治療T2DM。這為未來研究中醫(yī)中藥治療T2DM提供了新的思路，為完善中醫(yī)的微觀辨證論治提供了理論依據(jù)和研究方向。但是，目前中醫(yī)藥干預線粒體自噬治療T2DM的研究方才興起，尚且存在一些問題：1）線粒體自噬的研究尚處于探索階段，許多中藥及復方啟動線粒體自噬的通路尚未明確；2）在T2DM的治療中，除滋陰清熱法外，是否存在別的治法可以調控線粒體自噬；3）對實驗動物進行消渴病陰虛燥熱證造模的研究比較少，缺少針對性的實驗研究。

隨著研究的深入和科研技術的發(fā)展，相信以上問題會被逐步解決，從而推動中醫(yī)以微觀辨證論治為切入點，推進中醫(yī)藥的現(xiàn)代化，為中醫(yī)治療T2DM提供更可靠的解決方案。