老年性癡呆腎虛痰瘀發(fā)病機(jī)制中細(xì)胞自噬研究進(jìn)展

馬 妍 閆 晨 張連城 王 凱 崔遠(yuǎn)武 張琳琳

(天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300000)

老年性癡呆腎虛痰瘀發(fā)病機(jī)制中細(xì)胞自噬研究進(jìn)展

馬 妍1閆 晨2張連城1王 凱 崔遠(yuǎn)武1張琳琳1

(天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 300000)

自噬;老年性癡呆(AD);腎虛痰瘀證

老年性癡呆(AD)占癡呆的65%～75%〔1，2〕。大腦局部尤其是海馬和皮層出現(xiàn)由β-淀粉樣蛋白(Aβ)聚集形成的老年斑(SP)和由Tau蛋白異常磷酸化而形成的纖維纏結(jié)(NFT)及神經(jīng)細(xì)胞的減少是AD的主要病理特征〔3，4〕。而Aβ生成增加與Aβ清除機(jī)制障礙導(dǎo)致的Aβ代謝失衡及Tau蛋白的清除障礙都是AD主要發(fā)病機(jī)制。研究〔4〕表明，在AD的發(fā)生發(fā)展中，Aβ和Tau蛋白的生成與代謝、神經(jīng)元的存活與凋亡及行為記憶功能的恢復(fù)等與自噬密切相關(guān)。中醫(yī)認(rèn)為腎虛髓虧，腦失充養(yǎng)是AD形成的基本病理基礎(chǔ)，而瘀血和痰濁阻腦也是其發(fā)病的重要病理環(huán)節(jié)〔5〕。機(jī)體臟腑失調(diào)后，如腎氣虧虛，人體的陰陽平衡被打破，易生痰濁、瘀血等實(shí)邪。人體可以通過“精化氣”來維持機(jī)體的生命活動(dòng)，通過自我清除痰濁、瘀血來維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的陰陽平衡，而自噬現(xiàn)象正與這些過程相類似〔6〕，且一些研究正試圖證實(shí)補(bǔ)腎祛瘀化痰中藥對(duì)AD的自噬現(xiàn)象可產(chǎn)生影響〔7，8〕。本文通過細(xì)胞的自噬現(xiàn)象，在中醫(yī)陰陽、精氣理論的指導(dǎo)下，運(yùn)用取象比類思維，從現(xiàn)代生物學(xué)角度探討AD腎虛痰瘀發(fā)病機(jī)制。

1 自噬特點(diǎn)及其相關(guān)分子機(jī)制

自噬，即自體吞噬，具有高度保守性。自噬是真核細(xì)胞所特有一種細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制，對(duì)于神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)衰老細(xì)胞器與錯(cuò)誤折疊蛋白的清除起重要作用，在神經(jīng)細(xì)胞面臨營(yíng)養(yǎng)缺乏等應(yīng)激條件時(shí)，其可以防止神經(jīng)細(xì)胞死亡。但是當(dāng)自噬達(dá)到損傷閾值時(shí)，則可使神經(jīng)細(xì)胞走向死亡。

目前認(rèn)為自噬可分為3種類型：巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬〔9〕。其中巨自噬與AD的發(fā)病機(jī)制最為相關(guān)。自噬相關(guān)基因(Atg)12途徑、Atg8途徑這兩個(gè)泛素樣結(jié)合系統(tǒng)及Atg9相關(guān)的前自噬體膜形成系統(tǒng)在自噬體的形成中發(fā)揮重要作用。并且Atg12-Atg5-Atg16形成的復(fù)合體，與Atg8和磷脂酰乙醇胺(PE)形成的復(fù)合體相互作用亦與自噬體的形成相關(guān)〔10～12〕。依賴哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)途徑的自噬中，下調(diào)mTOR則可促進(jìn)自噬過程。在不依賴mTOR途徑的自噬過程中，Beclin1和Bcl-2共同參與調(diào)控。其中Beclin1的含量常用來衡量細(xì)胞的自噬水平。同源微管相關(guān)蛋白輕鏈(LC)3是酵母Atg8 的哺乳動(dòng)物同源體，已成為哺乳動(dòng)物細(xì)胞的一種典型的自噬體標(biāo)志物。LC3Ⅰ和LC3Ⅱ是LC3的兩種類型，而LC3Ⅱ通常被用作哺乳動(dòng)物細(xì)胞中自噬體膜的標(biāo)記蛋白。

2 自噬在AD發(fā)病中的作用

在AD的發(fā)生發(fā)展中，自噬與Aβ和Tau蛋白的生成與代謝、神經(jīng)元的存活與凋亡及行為記憶功能的恢復(fù)等密切相關(guān)。Aβ是淀粉樣前體蛋白(APP)的剪切產(chǎn)物，病理狀態(tài)下，β-分泌酶和γ-分泌酶可將APP裂解產(chǎn)生Aβ38～43。Aβ40和Aβ42是Aβ主要兩種形式，Aβ42更易形成寡聚體〔13，14〕且具有毒性，是形成SP的主要成分。在AD患者和APP/PS1轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)和腦脊液中，Aβ42/Aβ40的比值明顯升高，并且AD的發(fā)病率和嚴(yán)重程度與腦脊液和腦組織中的Aβ40呈反比〔15〕。自噬可能在決定Aβ42/Aβ40比例及Aβ是否形成寡聚體方面占有特殊地位。在AD患者腦中自噬有關(guān)重要基因Beclin1減少〔16〕，而自噬相關(guān)標(biāo)志Atg5，Atg12和LC3都與AD的病理特征斑塊和NFT有關(guān)〔17〕。當(dāng)Beclin1減少時(shí)，Aβ出現(xiàn)明顯的沉積，而促進(jìn)自噬后可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。Aβ清除障礙可能通過激活Beclin1自噬正調(diào)控通路，增強(qiáng)對(duì)腦內(nèi)沉積的Aβ清除能力，減輕Aβ毒性導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷。

AD早期病理變化中，亦包含Tau蛋白過度磷酸化〔18〕，AD腦中NFT的主要成分是過度磷酸化Tau蛋白的異構(gòu)體。自噬溶酶體系統(tǒng)功能障礙將導(dǎo)致Tau蛋白形成低聚物和不能溶解的聚集物〔19〕。Caccamo等〔20〕發(fā)現(xiàn)通過雷帕霉素藥物性可以通過增加自噬改善Aβ和Tau引起的病理過程。因此自噬介導(dǎo)的Tau降解在細(xì)胞內(nèi)Tau代謝平衡中起到重要作用〔21〕。

自噬是一把雙刃劍，其具有保護(hù)作用，但也可能是一種致病因素。自噬溶酶體途徑障礙可能導(dǎo)致毒性Aβ的產(chǎn)生增多，導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷和細(xì)胞外SP的形成。自噬可能在AD發(fā)展的早期發(fā)揮保護(hù)作用，而在晚期可引起細(xì)胞變性和死亡〔21,22〕。對(duì)PS1/APP轉(zhuǎn)基因小鼠的研究顯示，腦組織在Aβ沉積之前即可觀察到自噬體的異常增生、聚集，進(jìn)展至晚期神經(jīng)突萎縮階段則更加明顯，而這種現(xiàn)象唯有Aβ沉積性疾病表現(xiàn)突出〔22〕。

3 腎虛痰瘀發(fā)病機(jī)制與神經(jīng)元自噬關(guān)系

老年性癡呆屬中醫(yī)“呆病”、“健忘”、“善忘”等范疇?！鹅`樞經(jīng)》有云：“髓海不足，腦轉(zhuǎn)耳鳴，脛酸眩冒，目無所見，懈怠安臥”。清朝汪昂在《醫(yī)方集解·補(bǔ)養(yǎng)之劑》中亦云：“人之精與志皆藏于腎，腎精不足則志氣衰，不能上通于心，故迷惑善忘也”?？梢娔I精虧虛，髓海不足，腦失充養(yǎng)是其發(fā)病的基礎(chǔ)。而臟腑功能失調(diào)，痰瘀內(nèi)生則是其發(fā)病的重要病理因素。如清代唐容川在《血證論》中曰：“血在上，則濁蔽而不明矣?！币虼税V呆病理性質(zhì)為本虛標(biāo)實(shí)，五臟虛衰，氣血虧損，髓海空虛，清陽不升，腦竅失養(yǎng)，以腎之精氣虧損為本;瘀血、痰濁內(nèi)阻，濁陰不降，上蒙清竅為病之標(biāo)〔23〕。

自噬對(duì)Aβ和Tau蛋白的生成代謝的作用，類似于人體調(diào)節(jié)陰陽平衡的過程。生理狀態(tài)下，自噬可以通過降解細(xì)胞內(nèi)的“廢物”(可看作陰)，用來產(chǎn)生新的能量物質(zhì)(可看作陽)供機(jī)體利用，保持細(xì)胞的正常狀態(tài)。陰陽動(dòng)態(tài)平衡、動(dòng)態(tài)發(fā)展，維持人體陰陽平和的狀態(tài)〔24〕。隨著年齡增長(zhǎng)，腎精逐漸虧虛，身體功能整體下降，所以在AD早期自噬增強(qiáng)，以清除Aβ和Tau蛋白減輕其病理?yè)p傷，維持機(jī)體的相對(duì)平衡狀態(tài)。AD晚期，自噬功能亦發(fā)生紊亂，不能很好地維持Aβ和Tau蛋白在機(jī)體的正常生成與代謝平衡狀態(tài)，導(dǎo)致其沉積，最終引起神經(jīng)元損傷，出現(xiàn)記憶力下降等臨床癥狀。中醫(yī)認(rèn)為精微滯留蓄積而為濁，糖濁、脂濁、蛋白濁等都屬于此類〔25〕，細(xì)胞中衰老的細(xì)胞器、錯(cuò)誤合成或折疊錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)，都屬于中醫(yī)的內(nèi)生痰濁、瘀血之邪〔6〕。因而Aβ和Tau蛋白沉積，部分接近于痰濁、瘀血等病理因素在體內(nèi)產(chǎn)生和致病的過程。

4 自噬可能是AD腎虛痰瘀發(fā)病機(jī)制的微觀機(jī)制之一

自噬可清除體內(nèi)廢物，并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)體所需要的物質(zhì)，這一過程與中醫(yī)精氣轉(zhuǎn)化有類似之處。而這些廢物留滯體內(nèi)，又可形成痰濁、瘀血等病理因素。因此，自噬的發(fā)生與中醫(yī)的氣虛、痰濁、瘀血等密切相關(guān)。AD的中醫(yī)發(fā)病機(jī)制為腎氣虧虛，痰濁瘀血上擾清竅，其發(fā)生發(fā)展的過程與自噬過程密切相關(guān)。自噬水平與人體維持自身陰陽平衡水平密切相關(guān)，腎氣虧虛則機(jī)體功能下降，早期尚可促進(jìn)自噬水平以清除體內(nèi)病理物質(zhì)以自和，但隨著病情發(fā)展，自噬水平下降，不能很好地清除Aβ和Tau蛋白等，造成其堆積，產(chǎn)生痰濁、瘀血，最終形成了腎虛痰瘀的病理機(jī)制。并且相關(guān)研究〔8〕證實(shí)補(bǔ)腎化痰祛瘀中藥也確實(shí)對(duì)自噬產(chǎn)生了影響，從而達(dá)到治療AD的效果。如遠(yuǎn)志提取物可以抑制mTOR和p70s6k的活化，誘導(dǎo)自噬作用增強(qiáng)，促進(jìn)細(xì)胞清除過多的Aβ，減少Aβ 的分泌。因此自噬可能為AD腎虛痰瘀的微觀機(jī)制提供新的思路。

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〔2015-12-19修回〕

(編輯 苑云杰/杜 娟)

國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(No.81102577)

崔遠(yuǎn)武(1979-)，男，醫(yī)學(xué)博士，副主任醫(yī)師，主要從事中西醫(yī)結(jié)合腦病和老年病研究。

馬 妍(1986-)，女，博士在讀，主要從事中藥防治心腦血管疾病研究。

R259

A

1005-9202(2017)10-2570-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.10.099

1 天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 2 天津生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院