系統(tǒng)性紅斑狼瘡中自噬現(xiàn)象研究進(jìn)展①

王 超 綜述 潘慶軍 劉華鋒 審校 (廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腎臟疾病研究所，湛江 524001)

自噬(Autophagy)指細(xì)胞內(nèi)的溶酶體降解自身細(xì)胞器和其他大分子的過(guò)程，受多種基因調(diào)控，已明確的自噬相關(guān)基因多達(dá)30 余種。其中Atg5、Atg6(Beclin-1)和Atg8 被證明為自噬的必要標(biāo)志。Atg5與Atg12 相結(jié)合，形成復(fù)合物，通過(guò)募集游離的LC3(Atg8)并與其形成共軛復(fù)合物，靶向定位在空泡膜上形成自噬復(fù)合體支架［1］;Beclin-1(Atg6)既可以通過(guò)與Atg14L 作用調(diào)節(jié)自噬的起始過(guò)程，也可以通過(guò)與其結(jié)合蛋白R(shí)ubicon、UVRAG 形成Beclin-1:hVps34:UVRAG 復(fù)合物，誘導(dǎo)自噬體的成熟，以及加速細(xì)胞內(nèi)吞后的運(yùn)輸［2］。

近年來(lái)，隨著對(duì)自噬的深入研究，發(fā)現(xiàn)在生理、病理情況下自噬都起關(guān)鍵作用。正常生理狀態(tài)下，細(xì)胞均存在基礎(chǔ)水平的自噬，用于維持基本生存和清除老化或受損的細(xì)胞器。在細(xì)胞發(fā)生饑餓、能量缺乏等代謝壓力時(shí)，胞內(nèi)蛋白、細(xì)胞器和胞質(zhì)通過(guò)自噬的作用被包裹、消化，最后被降解成核苷、氨基酸和脂肪酸等補(bǔ)充循環(huán)利用，維持細(xì)胞的正常代謝和生存。在不同的病理狀態(tài)下，自噬可能起到保護(hù)性作用或損害性作用。在退行性疾病發(fā)生時(shí)，自噬可以有效清除胞內(nèi)的變性蛋白質(zhì)，起到保護(hù)作用［3］。反之，腫瘤時(shí)，自噬增加了腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥［4］。此外，大量的免疫反應(yīng)也依賴于細(xì)胞內(nèi)的自噬，包括對(duì)病原體的識(shí)別和殺傷過(guò)程、抗原遞呈、淋巴細(xì)胞的發(fā)育和免疫調(diào)節(jié)過(guò)程［5-8］。因此免疫細(xì)胞的異常自噬可能參與了自身免疫性疾病的發(fā)生。

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)是一種全身性自身免疫系統(tǒng)紊亂性疾病。常由感染、UV 紫外線照射等因素誘發(fā)，并導(dǎo)致全身的免疫失衡，進(jìn)而發(fā)病，但具體的發(fā)病機(jī)制仍不明朗。

當(dāng)前，SLE 相關(guān)自噬研究剛起步，已有學(xué)者對(duì)自噬相關(guān)基因Atg5 的單核苷酸多態(tài)性(SNPS)與SLE易感性的關(guān)系做了初步研究，發(fā)現(xiàn)自噬不僅參與了SLE 發(fā)病，而且是自身免疫性疾病發(fā)病的一個(gè)共同通路［9，10］。目前更多的研究是對(duì)活化的自身免疫細(xì)胞的自噬情況的研究［11-13］，發(fā)現(xiàn)自噬在T、B 淋巴細(xì)胞的活化和增殖中都起到非常重要的作用，但自噬在SLE 發(fā)病和治療中扮演的具體角色尚不完全清楚。因此，我們通過(guò)研究自噬在SLE 免疫反應(yīng)以及免疫細(xì)胞活化中的具體作用，將有助于闡明自噬在SLE 發(fā)生、發(fā)展中的作用，為SLE 的防治提供新的策略。本文謹(jǐn)對(duì)自噬在SLE 的發(fā)病和治療中的最新研究進(jìn)展做一簡(jiǎn)要綜述。

1 自噬與SLE 的發(fā)病

研究顯示在SLE 的發(fā)病中必然伴隨著細(xì)胞自噬的異常。SLE 自噬受到多條信號(hào)通路的調(diào)控，其中包括哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路、Ras/cAMP 依賴的蛋白激酶A 通路和LKB1-AMPK 信號(hào)通路等，且各條通路對(duì)自噬調(diào)控的作用各不相同［14-16］。由于目前針對(duì)自噬與SLE 發(fā)病機(jī)制方面的研究仍在起步階段，相對(duì)研究較多的僅為mTOR 信號(hào)通路。

mTOR 是一個(gè)線粒體跨膜電位的傳感器，其活化是線粒體超級(jí)化(MHP)的結(jié)果，也是細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)及能量狀態(tài)相關(guān)的一種指標(biāo)，在調(diào)節(jié)細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中起著重要的作用［14］，在自噬調(diào)節(jié)方面起到重要作用，抑制自噬的發(fā)生。mTOR 具有兩種不同的催化亞基:mTORC1 和mTORC2。其中mTORC1 對(duì)雷帕霉素敏感，它可以調(diào)節(jié)翻譯、自噬、細(xì)胞增殖和細(xì)胞的大小;mTORC2 對(duì)雷帕霉素不敏感，它主要調(diào)控細(xì)胞的存活形態(tài)。

mTOR 信號(hào)通路的異?；罨荢LE 發(fā)病中淋巴細(xì)胞數(shù)量、功能異常的重要原因之一?；罨膍TOR 可以導(dǎo)致小GTPases(Rab5A 和HRES-1/Rab4)的過(guò)表達(dá)，重新調(diào)節(jié)了TCR 相關(guān)蛋白在細(xì)胞內(nèi)吞的循環(huán)(如CD3ζ)［17］。即HRES-1/Rab4 和Rab5A 的溶酶體的降解增多，可導(dǎo)致CD3ζ 的降解也隨之增加，同時(shí)FcεRI 代償性上調(diào)，導(dǎo)致Ca2+流量上調(diào)，從而導(dǎo)致T 淋巴細(xì)胞的異?；罨?8］。mTOR 還可以抑制Foxp3 的表達(dá)，影響Treg 細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育［19］。同時(shí)該發(fā)現(xiàn)提示在SLE 發(fā)病中由于Treg 細(xì)胞數(shù)量減少，功能下降，而導(dǎo)致其對(duì)其他免疫細(xì)胞的抑制能力下降［20］，最終導(dǎo)致免疫失衡，促進(jìn)SLE 的發(fā)展。

在SLE 發(fā)病過(guò)程中，凋亡的細(xì)胞因不能及時(shí)被清除，大量聚集在淋巴結(jié)的生發(fā)中心，并且這些凋亡的細(xì)胞仍可黏附在濾泡樹突狀細(xì)胞(FDCs)的表面，而FDCs 可通過(guò)抗原激活自身反應(yīng)性B 細(xì)胞［21］。在這種情況下，CD8+T 細(xì)胞的TCR 識(shí)別MHCⅠ類分子復(fù)合物的過(guò)程中，自噬可能起到了促進(jìn)抗原加工的作用。在初步理解自噬在自身免疫級(jí)SLE 發(fā)病當(dāng)中的作用后，我們或許可以找到通過(guò)調(diào)節(jié)自噬而治療狼瘡的新方法。

2 自噬與SLE 的治療

研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素作為mTOR 活性抑制劑通過(guò)與分子量為12 kD 的FK506 相關(guān)蛋白(FKBP12)形成rapamycin-FKBP12 復(fù)合物，抑制mTORC1，誘導(dǎo)細(xì)胞自噬起到免疫抑制的作用［8］，可有效治療SLE 的動(dòng)物模型和臨床患者。通過(guò)對(duì)狼瘡鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，在兩種不同的狼瘡鼠模型(NZB ×NZW F1 雌性狼瘡鼠和MLR/lpr 狼瘡鼠)中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)雷帕霉素干預(yù)可以有效減少自身抗體的產(chǎn)生、血管免疫復(fù)合物的沉積和蛋白尿，并且生存期也明顯延長(zhǎng)［22，23］。在臨床方面，F(xiàn)ernandez 等［24］用雷帕霉素治療SLE 患者后發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素不僅可以抑制SLE 的活動(dòng)，還減少了SLE 患者糖皮質(zhì)激素的治療劑量。進(jìn)一步研究患者T 細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)雷帕霉素可以減少HRES-1/Rab4 和Rab5A 的表達(dá)，減少了CD3ζ 的丟失和FcεRI 的過(guò)表達(dá)，也使Ca2+的流量趨于正常［25，26］。

但是雷帕霉素水溶性差的特點(diǎn)限制了它在臨床上的應(yīng)用，因此針對(duì)mTOR 活性的水溶性藥物相繼問世，其中替西羅莫司(CC1779)已經(jīng)被批準(zhǔn)用于臨床治療腎細(xì)胞癌，其他類似藥物也都被批準(zhǔn)用于腎移植減少排斥反應(yīng)和冠狀動(dòng)脈狹窄的臨床治療［27］。另一個(gè)mTOR 抑制劑-AZD8055，也是治療SLE 的備用藥物［28］，AZD8055 是一種口服的生物制劑，可同時(shí)抑制mTORC1 和mTORC2 的活化。

同時(shí)，SLE 患者極易伴發(fā)惡性腫瘤，尤其是淋巴瘤［29］。因此，這類藥物還可以減少SLE 患者伴發(fā)腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。

在MHC 分子的抗原遞呈過(guò)程中也有自噬的參與，干預(yù)自噬即可以干預(yù)這一過(guò)程。無(wú)論在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者還是MRL/lpr 狼瘡鼠模型當(dāng)中，P140肽段均起到一定的保護(hù)作用。剪接體P140 肽段可以通過(guò)下調(diào)抗原遞呈B 細(xì)胞的自噬流量而降低MHCⅡ類分子的穩(wěn)定性［26，30］。在MRL/lpr 狼瘡鼠模型中，P140 肽段可以導(dǎo)致內(nèi)生性自身抗原遞呈的缺陷，從而減少T 淋巴細(xì)胞激活信號(hào)的產(chǎn)生。

3 SLE 治療藥物對(duì)細(xì)胞自噬的影響

SLE 發(fā)病過(guò)程中存在自噬的異常，已有的治療SLE 的藥物可不同程度地影響自噬，進(jìn)而影響其治療效果(表1)。值得注意的是作為SLE 治療的一線藥物的糖皮質(zhì)激素和羥氯喹在自噬的調(diào)節(jié)上起到相反的作用。地塞米松作為糖皮質(zhì)激素的代表藥物，已被證實(shí)可以通過(guò)抑制mTOR 磷酸化從而對(duì)自噬起到誘導(dǎo)促進(jìn)的作用［31］;而羥氯喹則通過(guò)干擾溶酶體的酸化，影響溶酶體的吞噬功能，阻礙了自噬溶酶體的形成，影響自噬的降解。

因此，對(duì)SLE 治療而言，現(xiàn)有藥物對(duì)自噬的調(diào)控到底起到積極作用還是消極作用，有待更加深入的研究。

4 問題與展望

目前關(guān)于自噬在SLE 發(fā)病過(guò)程中的作用的研究才剛起步，很多結(jié)果尚存爭(zhēng)議。但提示，自噬在SLE 發(fā)病過(guò)程中起重要作用，靶向調(diào)控自噬可能為SLE 的治療提供新的策略。

表1 臨床常用藥物對(duì)自噬的影響Tab.1 Effects of clinically used drugs on autophagy

［1］Mastsushlha M.Structure of Atg5-Atgl6，a complex essential for autophagy［J］.I Biol Chem，2007，282:6763-6772.

［2］Mehrpour M，Esclatine A，Beau I，et al.Overview of Macroautophagy regulation in mammalian cells［J］.Cell Res，2010，20(7):748-762.

［3］Rubinsztein DC.The roles of intracellular protein degradation pathways in neurodegeneration［J］.Nature，2006，443:780-786.

［4］張 艷，張錦生，曲妥珠.單抗耐藥機(jī)制的最新研究進(jìn)展［J］.中國(guó)癌癥雜志，2010，20(3):232-236.

［5］Deretic V.Autophagy in immunity and cell autonomous defense against intracellular microbes ［J］.Immunol Rev，2011，240:92-104.

［6］Munz C.Antigen processing via autophagy not only for MHC class II presentation anymore?［J］.Curr Opin Immunol，2010，22:89-93.

［7］Walsh CM，Edinger AL.The complex interplay between autophagy，apoptosis，and necrotic signals promotes T-cell homeostasis［J］.Immunol Rev，2010，236:95-109.

［8］Levine B，Mizushima N，Virgin HW.Autophagy in immunity and inflammation［J］.Nature，2011，469:323-335.

［9］Zhou XJ，Lu XL，Lv JC，et al.Genetic association of PRDM1-ATG5 intergenic region and autophagy with systemic lupus erythematosus in a Chinese population［J］.Ann Rheum Dis，2011，70(7):1330-1337.

［10］Gateva V，Sandling JK，Hom G，et al.A large-scale replication study identifies TNIP1，PRDM1，JAZF1，UHRF1BP1 and IL10 as risk loci for systemic lupus erythematosus［J］.Nat Genet，2009，41:1228-1233.

［11］Towns R，Kabeya Y，Yoshimori T，et al.Sera from patients with type 2 diabetes and neuropathy induce autophagy and colocalization with mitochondria in SY5Y cells［J］.Autophagy，2005，1:163-170.

［12］Alirezaei M，F(xiàn)ox HS，F(xiàn)lynn CT，et al.Elevated ATG5 expression in autoimmune demyelination and multiple sclerosis［J］.Autophagy，2009，5:152-158.

［13］Mijaljica D，Prescott M，Devenish RJ.Microautophagy in mammalian cells:revisiting a 40-year-old conundrum［J］.Autophagy，2011，7:673-682.

［14］Pierdominici M，Vacirca D，Delunardo F，et al.mTOR signaling and metabolic regulation of T cells:new potential therapeutic targets in autoimmune diseases ［J］.Curr Pharm Des，2011，7:3888-3897.

［15］Budovskaya YV，Stephan JS，Reggiori F，et al.The Ras/cAMPdependent protein kinase signaling pathway regulates an early step of the autophagy process in Saccharomyces cerevisiae［J］.J Biol Chem，2004，279:20663-20671.

［16］Jiyong L，Shan H，Zhixiang X，et al.The energy sensing LKB1-AMPK pathway regulates p27kip1 phosphorylation mediating the decision to enter autophagy or apoptosis ［J］.Nat Cell Biol，2007，9:218-224.

［17］Fernandez DR，Telarico T，Bonilla E，et al.Activation of mammalian target of rapamycin controls the loss of TCR zeta in lupus T cells through HRES-1/Rab4 regulated lysosomal degradation［J］.J Immunol，2009，182:2063-2073.

［18］Nagy G，Koncz A，Perl A.T-and B-cell abnormalities in systemic lupus erythematosus［J］.Crit Rev Immunol，2005，25:123-140.

［19］Sauer S，Bruno L，Hertweck A，et al.T cell receptor signaling controls Foxp3 expression via PI3K，Akt，and mTOR［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2008，105:7797-7802.

［20］Valencia X，Yarboro C，Illei G，et al.Deficient CD4+CD25 high T regulatory cell function in patients with active systemic lupus erythematosus［J］.J Immunol，2007，178:2579-2588.

［21］Baumann I，Kolowos W，Voll RE，et al.Impaired uptake of apoptotic cells into tingible body macrophages in germinal centers of patients with systemic lupus erythematosus［J］.Arthritis Rheum，2002，46:191-201.

［22］Ramos-Barron A，Pinera-Haces C，Gomez-Alamillo C，et al.Prevention of murine upus disease in (NZBxNZW)F1 mice by sirolimus treatment［J］.Lupus，2007，16:775-781.

［23］Warner LM，Adams LM，Sehgal SN.Rapamycin prolongs survival and arrests pathophysiologic changes in murine systemic lupus erythematosus［J］.Arthritis Rheum，1994，37:289-297.

［24］Fernandez D，Perl A.Metabolic control of T-cell activation and death in SLE［J］.Autoimmun Rev，2009，8:184-189.

［25］Fernandez D，Bonilla E，Mirza N，et al.Rapamycin reduces disease activity and normalizes T cell activation-induced calcium fluxing in patients with systemic lupus erythematosus［J］.Arthritis Rheum，2006，54:2983-2988.

［26］Baldo P，Cecco S，Giacomin E，et al.mTOR pathway and mTOR inhibitors as agents for cancer therapy ［J］.Curr Cancer Drug Targets，2008，8:647-665.

［27］Chresta CM，Davies BR，Hickson I，et al.AZD8055 is a potent，selective，and orally bioavailable ATP-competitive mammalian target of rapamycin kinase inhibitor with in vitro and in vivo antitumor activity［J］.Cancer Res，2010，70:288-298.

［28］Mizushima N，Yamamoto A，Matsui M，et al.In vivo analysis of autophagy in response to nutrient starvation using transgenic mice expressing a fluorescent autophagosome marker ［J］.Mol Biol Cell，2004，15:1101-1111.

［29］Page N，Gros F，Schall N，et al.HSC70 blockade by the therapeutic peptide P140 affects autophagic processes and endogenous MHCⅡpresentation in murine lupus ［J］.Ann Rheum Dis，2010，70:837-843.

［30］Harr MW，McColl KS，Zhong F，et al.Glucocorticoids downregulate Fyn and inhibit IP(3)-mediated calcium signaling to promote autophagy in T lymphocytes ［J］.Autophagy，2010，6:912-921.

［31］Boya P，Gonzalez RA，Casares N，et al.Inhibition of macroau-tophagy triggers apoptosis ［J］.Mol Cell Biol，2005，25:1025-1040.

［32］Wu S，Sun J.Vitamin D，vitamin D receptor，and macroautophagy in inflammation and infection ［J］.Discov Med，2011，11:325-335.

［33］Elmore SP，Qian T，Grissom SF，et al.The mitochondrial permeability transition initiates autophagy in rat hepatocytes ［J］.FASEB J，2001，15:2286-2287.