細胞自噬對肝纖維化的影響及中醫(yī)藥治療進展

牛麗娜，劉云霄，竇 婧，張 冰，隆 強，徐 強，王曉忠

（1.新疆醫(yī)科大學第四臨床醫(yī)學院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830000）

自噬是一種進化保守的細胞生理過程，在細胞缺氧、缺乏生長因子等應激條件下，細胞自噬活性可被顯著誘導，從而導致細胞內容物降解，是細胞生長、存活及自我平衡的重要過程。多種慢性肝病時，持續(xù)的炎癥壞死導致機體出現(xiàn)修復反應，過量的纖維增生及纖維降解不足致使肝內彌漫性的細胞外基質（ECM）沉積，最終形成肝纖維化［1-3］。若肝纖維化未能給予有效的病因治療則會發(fā)展為肝硬化，甚至肝癌。肝纖維化在世界范圍內具有高發(fā)病率和高死亡率，據(jù)統(tǒng)計，每年有120 萬人死于肝纖維化導致的終末期肝病，故怎樣使肝纖維化得到逆轉是當今肝病領域研究的主要熱點之一［4］。近年來，細胞自噬在肝纖維化中的發(fā)生機制逐漸被認識，并為治療肝纖維化提供了新的策略。中醫(yī)認為肝纖維化是由于肝病日久，機體正虛而無力抗邪，邪毒內侵，造成人體氣機不暢，瘀血痰濁等病理產物阻滯于內，進而發(fā)為此病。許多中藥復方多被報道具有調控細胞自噬改善肝纖維化的作用。本文主要闡述細胞自噬對肝纖維化的影響中醫(yī)藥調控細胞自噬抗肝纖維化治療進展。

1 細胞自噬的分類及過程

依據(jù)自噬導致的降解內容物到達溶酶體的途徑，自噬可以分為：巨自噬、微自噬、分子伴侶介導的自噬。

在巨自噬中，膜結構將胞質內的可溶性物質和細胞器包裹形成囊泡結構，囊泡結構不斷伸展變?yōu)樽允赡遗荩允赡遗菪纬赡そY構完整的自噬小體。隨后自噬小體與溶酶體結合形成將胞質內成分隔離的自噬溶酶體；最后胞質內的成分及自噬小體的膜結構在溶酶體中得到降解，降解后的大分子物質產生可以利用的氨基酸、脂肪酸等。巨噬依賴于自噬相關基因（ATG）蛋白和Ⅲ類磷脂酰肌醇3-激酶（VPS34）與Beclin 1（酵母Atg6 的同系物）和ATG14L 復合物的活性，以產生形成自噬體所需的磷脂酰肌醇3-磷酸（PI3P）［5，6］。自噬體成熟為自溶酶體還依賴于某些ATG 蛋白，如ATG14L 的活性，系聚因子（HOPS 復合物）和接頭（PLEKHM1）來執(zhí)行膜融合過程。巨自噬（以下簡稱自噬）是本綜述主要討論的一種自噬形式［7］。

微自噬在肝臟中最先被發(fā)現(xiàn)，它的主要途徑是溶酶體膜內陷，包繞即將要降解的內容物在溶酶體中形成小泡，最后發(fā)生降解。微自噬是直接將細胞質內的錯誤折疊的蛋白或細胞器定位于溶酶體內后分解代謝的過程［8］。目前，肝細胞以及肝星狀細胞（HSC）發(fā)生微自噬的分子機制研究并不明確。

分子伴侶介導的自噬是一種選擇性的自噬過程，目前僅在哺乳動物細胞中被發(fā)現(xiàn)。這種自噬方式只降解胞質中的含有KFERQ 基序的可溶性蛋白。在分子伴侶介導的自噬中，胞質中的分子伴侶熱休克同源蛋白首先識別底物蛋白并結合；隨后變?yōu)檎郫B形式的蛋白被運輸?shù)饺苊阁w與溶酶體相關膜蛋白2A（LAMP2A）結合后底物蛋白去折疊，這時進行膜轉位并進入到溶酶體最后被降解。近年來，分子伴侶介導的自噬在代謝調節(jié)、抗原提呈以及衰老中被廣泛研究［10］。

2 細胞自噬的分子機制

自噬主要是ATG1 類似物（ULK1）、視網(wǎng)膜母細胞瘤RB1-誘導卷曲蛋白（RB1CC1）以及ATG13形成的復合物與雷帕霉素靶蛋白復合物1（mTORC1）相互作用的結果。當機體能量充足時，mTORC1 活化通過ULK1 及ATG13 的磷酸化對細胞自噬具有抑制作用；當機體能量匱乏時，mTORC1 活性被抑制，ULK1 及ATG13 結合形成復合物與RB1CC1 相互作用誘導自噬［5，7，8，11］。但自噬囊泡的伸展需要泛素化復合系統(tǒng)：ATG12 的結合過程與微管相關蛋白1 輕鏈3（LC3）的修飾過程；LC3 前體形成后，被ATG4 加工成胞質可溶性的LC3-1，自噬發(fā)生時，LC3-I 轉變?yōu)長C3-II，LC3-II 的數(shù)量與自噬泡的數(shù)量成正比［12］。

3 細胞自噬與肝纖維化

3.1 肝細胞自噬對肝纖維化的影響

肝細胞是肝臟主要的組成部分，在肝細胞中自噬通過消除錯誤折疊的蛋白質、脂質過度積累（脂解）和/或線粒體受損（線粒體自噬）來保證肝細胞的能量供應，維持肝細胞內的穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)肝細胞自噬能夠減少肝臟炎癥來達到抑制肝纖維化的效果［13］。肌成纖維細胞的不斷產生和激活是肝纖維化發(fā)生的關鍵因素，肝細胞是肌成纖維細胞的重要來源。任何原因的肝損傷均可導致肝細胞通過上皮間充質轉化途徑轉化為肌成纖維細胞，并參與膠原的形成和沉積形成肝纖維化［14］。自噬參與了上皮間充質轉化的調控，肝細胞在饑餓或自身消除受損細胞器和錯誤折疊的蛋白質時，自噬水平會迅速增強。有研究表明，減輕肝纖維化可以通過增強自噬來減弱肝細胞通過上皮間充質轉化途徑轉化為肌成纖維細胞［15］。自噬的增強還可使肝細胞內的ATZ 蛋白發(fā)生降解，減輕缺乏α1-抗胰蛋白酶的小鼠肝組織纖維化。故肝細胞自噬被視為對肝臟具有保護作用，通過增強肝細胞自噬可以達到抗肝纖維化的效果［16］。

3.2 肝星狀細胞自噬對肝纖維化的影響

HSC 的活化是肝纖維化形成的關鍵因素。肝細胞損傷后引發(fā)的炎癥反應以及HSC 被激活是形成肝纖維化的起始過程。雖然肝細胞自噬可以起到抗炎及保護肝臟的作用，但是在HSC 中，自噬可以為激活HSC、并為其分化、分泌ECM 提供能量。在肝纖維化發(fā)生過程中，HSC 被TGF-β、STAT、核轉錄因子-κB（NF-κB）等信號通路激活后，自噬通量在HSC 中增加。在一項研究中發(fā)現(xiàn)：隨著小鼠的HSC 活化水平的增加，自噬標志物LC3-II 的表達以及自噬泡的數(shù)量也隨之增加［15］。有研究提出了自噬促進靜止的HSC 中脂滴分解，從而促進了HSC活化［17］。除了脂解外，自噬底物p62 的下調可能是HSC 活化的另一種機制，p62 通過與自噬體膜上LC3 結合的LIR 結構域利用自噬不斷降解。一項研究表明HSC 中p62 缺乏的小鼠比對照組小鼠更容易發(fā)生肝纖維化［18］。由此可見，抑制HSC 自噬是預防和緩解肝纖維化潛在的治療策略。

3.3 肝臟巨噬細胞對肝纖維化的影響

肝臟巨噬細胞在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中具有調控作用。肝臟巨噬細胞的自噬可通過抑制促炎因子分泌以保護肝組織。研究發(fā)現(xiàn)當自噬相關蛋白如ATG5、Beclin-1 等缺失時，肝臟巨噬細胞分泌促炎因子IL-1β。一項使用ATG5 基因特異性敲除的小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)：小鼠肝組織中促炎因子IL-1β、IL-1α 表達顯著增強，該結果也提示巨噬細胞自噬可以減輕炎癥反應以抑制肝纖維化的發(fā)生［18］。

基于細胞自噬在不同的細胞類型中作用的差異，我們可以了解到細胞自噬在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展中具有不同的意義［19］。一方面，肝細胞、肝臟巨噬細胞發(fā)生自噬可以減輕肝臟炎癥反應發(fā)揮保護肝組織的作用；另一方面，HSC 自噬可以為激活HSC 提供能量從而促進肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展。

4 調控自噬的相關通路

4.1 AMPK 信號通路

AMPK 信號通路是誘導細胞發(fā)生自噬、促進肝纖維化最為經典的通路之一。AMPK 可促進HSC活化，并且在肝纖維化的組織中表達水平增高。在缺乏營養(yǎng)、長時間運動等應激條件下AMPK 通路可被激活。研究發(fā)現(xiàn)AMPK 還可以在2 型糖尿病藥物的作用下被激活，如二甲雙胍。一些天然存在的化合物，包括白藜蘆醇，已被證明可以激活AMPK［20，26］。AMPK 調節(jié)細胞生長是通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶點復合物1 （mTORC1）途徑實現(xiàn)的。 mTORC1 還可以參與自噬的調節(jié)，mTORC1 可抑制自噬相關蛋白ATG1 的活性。一項動物實驗研究發(fā)現(xiàn)［21］，缺乏AMPK 的肝細胞和小鼠胚胎成纖維細胞有線粒體自噬缺陷以及p62 表達水平升高。另一項研究證明了經過脂多糖處理后，小鼠HSC 中自噬體形成和自噬通量的顯著增加是通過AMPK-ULK1 途徑介導的［22］。

4.2 PI3K/Akt/mTOR 信號通路

PI3K/Akt/mTOR 信號通路是mTOR 所介導調控自噬最主要的途徑之一。mTOR 包含兩種復合物：mTORC1 及mTORC2，其中mTORC1 為介導HSC 自噬的主要因子，對細胞自噬的過程具有負向調節(jié)的作用［19，28］。mTOR 被PI3K/Akt 信號通路激活后， 繼而mTORC1 通過Akt-TSC1/2-RheBm-TORC1 途徑被激活，從而減少自噬通量抑制自噬發(fā)生。有研究指出采用PI3K 的抑制劑LY294002處理HSC-T6 后，細胞內LC3Ⅱ的表達水平升高，表現(xiàn)為自噬水平增強，與此同時，HSC-T6 中Akt、mTOR 表達水平也顯著降低，表明抑制PI3K/Akt/mTOR 信號通路可提高HSC-T6 自噬水平［27］。

肝細胞在肝纖維化過程中通過上皮-間充質轉化轉化為肌成纖維細胞，Kong 等［28］研究發(fā)現(xiàn)姜黃素通過抑制肝細胞中的活性氧以及氧化應激水平，并調節(jié)自噬相關途徑AMPK 和PI3K/Akt/mTOR 的上游信號通路，導致肝細胞中自噬通量增加。并證實姜黃素通過誘導肝細胞自噬顯著減少肝細胞中的上皮-間充質轉化為肌成纖維細胞，有效控制了肝纖維化進展。

4.3 NF-κB 信號通路

核轉錄因子NF-κB 廣泛分布于各種細胞中，參與調控多種生理、病理過程。NF-κB 信號通路通過參與調控炎癥反應，在HSC 激活、分化過程中發(fā)揮了重要作用［28］。該信號通路在誘導細胞自噬的過程中具有重要作用：NF-κB 信號通路參與調控多個自噬相關基因，如Beclin-1 和LC3-Ⅱ［29］。當NF-κB通過IκB 激酶的磷酸化被PI3K/Akt 信號通路激活后，其誘導自噬相關基因表達水平增加，導致自噬的發(fā)生。這也為臨床治療肝纖維化提供了新的策略：近年來，通過調控NF-κB 信號通路治療肝纖維化的機制逐漸被認識：Bai F 等研究發(fā)現(xiàn)金蓮花堿（馬齒莧酰胺E）可通過抑制NF-κB 通路來調控自噬相關蛋白LC3、Beclin-1、P62、ATG5、ATG7 的表達，進而顯著抑制了HSC-T6 自噬，阻止了HSC 的活化［30］。Yu 等［31］從中藥延胡索中提取的一種有效成分左旋延胡索乙素，并發(fā)現(xiàn)左旋延胡索乙素可通過調節(jié)PPARγ/ NF-κB 信號通路抑制HSC 的活化和自噬，發(fā)揮其抗纖維化作用。

5 中醫(yī)藥通過調控細胞自噬自噬治療肝纖維化進展

5.1 中醫(yī)理論對細胞自噬的認識

陰陽調和是指陰陽自動維持和自動恢復的能力和趨勢，陰陽二氣在生理狀態(tài)下的協(xié)調以及病理狀態(tài)下自我平衡是生命活動的基礎。中醫(yī)認為自噬是一種調節(jié)機體陰陽，使陰陽保持平衡的一種機制，其降解代謝產物屬陰，提供能量屬陽，二者協(xié)調共同維持細胞內穩(wěn)態(tài)，即“陰平陽秘，精神乃治”［29，30］。當細胞在缺氧、缺乏生長因子、饑餓等應激條件下，細胞自噬就會被激活，錯誤折疊的蛋白以及受損的細胞器被降解，轉化為生命活動所需的能量物質，促進微環(huán)境的平衡。陰陽相互制約，《素問·陰陽應象大論》提出：陰盛則陽病，陽勝則陰病。如果降解代謝或提供能量一方過于強勢，就會制約另一方，導致制約太過；如果一方過于虛弱，對另一方的制約不及，就會導致細胞過度消化致使細胞死亡。正常的細胞死亡會致使細胞功能喪失而引發(fā)疾病。如HSC 過度自噬會為其激活、分泌ECM 提供能量，最終導致肝纖維化［1，7，9，31］。

5.2 中醫(yī)對肝纖維化的認識

中醫(yī)尚無肝纖維化的病名，根據(jù)其臨床特征，多屬于“積聚”、“脅痛”、“黃疸”等范疇。肝纖維化的病因病機復雜， 臨床證候較多［32］。中醫(yī)認為肝纖維化是由于慢性肝病日久，機體正虛，邪毒內侵或情志失調， 致使肝臟損傷， 肝失疏泄， 氣血運行不暢；肝病傳脾，脾失運化，水濕內阻；肝腎同源， 肝藏血功能受損， 肝脈瘀滯， 腎不主水， 脾不運化水濕， 水液運行不暢， 凝濕成痰， 脈道阻滯， 氣血瘀滯， 痰瘀一結而形成本病?；蜷L期飲酒，內生濕熱， 濕熱凝而化痰， 阻滯氣血津液， 瘀血痰濁等病理產物阻滯于內，進而發(fā)為此病。該病主要的病理產物是濕、熱、毒、濁［29-32］。

多種致病因素致使肝、脾、腎的功能失調而導致痰瘀互結， 為肝纖維化的主要病機。其本質為“虛損生積”。“虛損”在現(xiàn)代醫(yī)學中，主要體現(xiàn)在肝實質細胞數(shù)量的減少和肝臟功能衰退；“生積”主要體現(xiàn)為ECM 的沉積及肝竇毛細血管化?！疤摀p為本，血瘀致積為標”，肝纖維化病變的不同階段、不同體質可表現(xiàn)為不同的證型［3］。常見有氣陰虛損證、瘀血阻絡證、肝膽濕熱證、肝郁脾虛證、肝腎陰虛證。近年來，一些經典中藥復方如扶正化瘀膠囊、復方鱉甲軟肝片、安絡化纖丸等對治療肝纖維化取得顯著效果。

5.3 中醫(yī)藥通過調控細胞自噬治療肝纖維化

祖國醫(yī)學常采用滋養(yǎng)肝陰、逐瘀祛痰、補益脾氣、清熱解毒等方法，通過調控細胞自噬來緩解肝纖維化。雖然肝纖維化的發(fā)生機制的研究已獲得很大進展，但臨床目前仍然缺乏有效的抗肝纖維化策略。中醫(yī)尚無肝纖維化的病名，根據(jù)肝纖維化的臨床特征，多屬于“積聚”、“脅痛”等的范疇［34］。數(shù)十年的研究證實，中醫(yī)藥治療肝纖維化的效果突出，可提高肝纖維化的逆轉率［35，36］。

近年來，許多研究表明中藥復方具有調控細胞自噬改善肝纖維化的作用。南月敏教授團隊自創(chuàng)益氣活血方，組方由黃芪、丹參、茯苓、白豆蔻中藥組成，通過“益氣活血，疏肝健脾”調控肝星狀細胞自噬達到抗肝纖維化的目的［37］；汪龍德教授以“疏肝化瘀”為法創(chuàng)制的化瘀軟肝膠囊，組方包括醋鱉甲、龜板、柴胡、枳殼、丹參、赤芍、炒白術等組成，被證實可下調自噬相關蛋白LC3、Beclin-1 表達水平，并可通過調控PI3K/Akt/mTOR 信號通路起到抗肝纖維化的作用［26］；林沛湘教授創(chuàng)制壯肝逐瘀煎由補益藥及解毒祛瘀藥組成，林沛湘教授團隊研究發(fā)現(xiàn)該方可抑制NF-κB 的表達以調控自噬改善大鼠肝纖維化［38］。目前中醫(yī)藥治療肝纖維化最廣泛的研究是對基因或信號通路的探討，還處于基礎研究階段，中醫(yī)藥抗纖維化機制還需要進行更深一步的探索［26-31］。最近一項研究表明，針刺和艾灸可通過調控小鼠肝組織中自噬相關蛋白LC3-Ⅱ、Beclin1及BNIP3 的表達，增強肝細胞自噬減輕肝損傷。這也為針灸通過調控自噬治療肝纖維化提供了基礎［40］。

6 討論

自噬是一種程序性細胞死亡方式，是存在于所有有核細胞中的分解代謝過程，主要通過溶酶體降解細胞內的大分子和細胞器，對細胞的生存、分化、生長及內穩(wěn)態(tài)有重要意義。自噬對肝纖維化的意義要取決于不同的細胞類型以及疾病進展的不同階段，肝細胞自噬可通過減少炎癥達到抗肝纖維化的作用；但HSC 自噬通過促進脂滴降解為HSC 激活、分化及分泌ECM 提供能量。故抑制或誘導肝臟中的細胞自噬為抗肝纖維化提供了新的策略。目前研究參與自噬最為透徹的是AMPK 信號通路、PI3K/Akt/mTOR 信號通路以及NF-κB 信號通路。盡管自噬在肝纖維化中的機制研究已經取得較大進展，但對于利用細胞自噬來治療疾病的機制研究仍需要繼續(xù)深度研究。中藥干預肝纖維化的作用機制主要體現(xiàn)在抑制HSC 活化、調控脂肪細胞因子、減輕肝臟炎性反應、改善氧化應激、抑制肝竇內皮細胞毛細血管化等方面。數(shù)十年的研究證明，中醫(yī)藥治療肝纖維化的效果突出，可提高肝纖維化逆轉率，而且許多中藥復方多被報道具有調控細胞自噬改善肝纖維化的作用。 挖掘中醫(yī)的辨證論治與整體觀念理論與現(xiàn)代醫(yī)學相結合治療纖維化的潛力，發(fā)揮中醫(yī)藥治療肝纖維化優(yōu)勢是未來前進的方向，相信隨著研究的不斷深入，未來中醫(yī)藥定能為臨床抗肝纖維化提供新的策略。

所有作者聲明不存在利益沖突關系。