自噬在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病機(jī)制中的作用①

徐衛(wèi)東

(江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院風(fēng)濕病科，南昌330006)

自噬在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病機(jī)制中的作用①

徐衛(wèi)東

(江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院風(fēng)濕病科，南昌330006)

自噬是一種溶酶體介導(dǎo)的代謝過程，通過細(xì)胞質(zhì)成分和細(xì)胞器的降解和再循環(huán)，可以維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。在免疫系統(tǒng)內(nèi)，自噬參與了通過去除細(xì)胞內(nèi)的病原體和提供抗原對宿主進(jìn)行保護(hù)與免疫識別的過程。自噬極為重要地塑造了免疫細(xì)胞干擾胸腺發(fā)育過程中淋巴細(xì)胞陰性和陽性選擇的全部技能。作為先天性免疫的核心，自噬活動促進(jìn)死亡細(xì)胞的清除和處理細(xì)胞內(nèi)的廢物和核酸。最近有研究表明自噬級聯(lián)基因是系統(tǒng)性紅斑狼瘡潛在危險因素。因此，了解自噬與這個分解過程的失調(diào)已成為一個重要的研究目標(biāo)，有利于弄清楚系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematous,SLE)的問題所在。

1 自噬的基本原理

哺乳動物細(xì)胞采用三個基本的自噬途徑來“自食”：巨自噬、小自噬和分子伴侶介導(dǎo)自噬(CMA)[1-3]。一般規(guī)則是，自噬體是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體之間的接觸點(diǎn)形成的。兩種泛素類似物共軛系統(tǒng)(ATG12 Atg81.3.2LC3)把雙層膜自噬體擴(kuò)展成與細(xì)胞質(zhì)隔離的一部分，然后通過微管軌道與溶酶體相遇并融合。一旦與溶酶體融合之后，管腔水解酶能降解任何物質(zhì)[4-6]。在巨自噬過程中，自噬相關(guān)基因(ATG)依次參與組裝能被錨定在雙層膜上的受體識別的吞噬復(fù)合物。這最終導(dǎo)致吞噬復(fù)合物與細(xì)胞液隔離。到目前為止，在酵母中已有36個ATG蛋白質(zhì)被確定，并被逐級組織安排在功能復(fù)合物中來調(diào)節(jié)自噬泡(自噬小體)萌生、形成和成熟。在哺乳動物中，多數(shù)這種蛋白質(zhì)是有多個同分異構(gòu)體的，潛在高度的復(fù)雜性[7]。當(dāng)物質(zhì)被隨機(jī)隔離，或是通過物質(zhì)識別受體與自噬體結(jié)構(gòu)組件之間的相互作用而被識別的選擇性隔離時，巨自噬可以大量產(chǎn)生[8，9]。選擇性自噬的例子包括線粒體自噬(線粒體)、脂肪分解(脂滴)、核糖體、或細(xì)胞外病原體，這些都是處理特殊類型物質(zhì)。

囊泡的物質(zhì)封存(溶酶體或晚期包內(nèi)體)是小自噬的第一步，且在這種情況下，囊泡是自噬小體包膜內(nèi)陷形成的。這些帶有物質(zhì)的小泡，接著被夾斷進(jìn)入溶酶體管腔內(nèi)被降解[10]。在CMA中，目標(biāo)蛋白被胞漿伴侶選擇性的識別，然后送他們到溶酶體膜。一旦連接到溶酶體膜蛋白(LAMP-2A)，蛋白質(zhì)通過LAMP-2A復(fù)雜易位而展開并到達(dá)管腔，隨后在自噬性溶酶體中降解[11]。

2 自噬與免疫系統(tǒng)

許多免疫過程高度依賴于細(xì)胞自噬，包括病原體的識別和破壞、抗原提呈、淋巴細(xì)胞發(fā)育和效應(yīng)功能、炎癥調(diào)節(jié)[12,13]。選擇性自噬作用在抗原呈遞過程中起著舉足輕重的作用。通常，MHCⅠ類分子提呈細(xì)胞內(nèi)抗原給CD8+T細(xì)胞，MHCⅡ類分子提呈細(xì)胞外抗原給CD4+T細(xì)胞。在MHCⅡ類分子提呈抗原給CD4+T細(xì)胞中，自噬可以介導(dǎo)細(xì)胞外及非傳統(tǒng)的細(xì)胞內(nèi)抗原的提呈[14]。細(xì)胞外的抗原被抗原提呈細(xì)胞吞噬，在內(nèi)溶酶體進(jìn)行加工，然后處理并和MHCⅡ類分子結(jié)合。通過MHCⅡ類分子的隔間和自噬體而不是溶酶體融合，MHCⅡ類分子也可以結(jié)合細(xì)胞內(nèi)抗原。事實(shí)上，在原始單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞中，自噬體頻繁地與MHCⅡ類隔間融合[15]。總的來說，這些數(shù)據(jù)表明自噬可能是MHCⅡ類分子結(jié)合抗原的一個重要來源，它來源于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的溶酶體轉(zhuǎn)運(yùn)過程中。自噬體與適當(dāng)?shù)母糸g融合的調(diào)節(jié)異常(即MHCⅡ類分子與溶酶體)可能在自身免疫性疾病的發(fā)展中發(fā)揮作用。

最近的資料把自噬和T細(xì)胞的分化和譜系定向聯(lián)系在一起，后者是防御性和致病性免疫應(yīng)答的中心過程。在慢性病毒感染的模型系統(tǒng)中，T細(xì)胞自噬動態(tài)調(diào)節(jié)抗病毒免疫過程。而Atg5、Atg7缺失并不影響CD8效應(yīng)細(xì)胞增殖或功能，這樣的自噬缺陷的效應(yīng)細(xì)胞存在生存缺陷，當(dāng)其離開宿主時伴隨著T細(xì)胞記憶的減弱[16]。

3 自噬在SLE中的作用

SLE是一種與自身抗體的產(chǎn)生有關(guān)的全身性自身免疫性疾病，包括免疫復(fù)合物的形成和基本上可以針對每一個器官系統(tǒng)的持續(xù)的炎癥反應(yīng)。SLE中主要威脅生命的臨床表現(xiàn)是腎臟、肺、血管系統(tǒng)及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織炎癥損傷。自噬現(xiàn)在被認(rèn)為是SLE的免疫異常的一個核心的致病因素，對先天免疫及后天適應(yīng)性免疫都有影響[17,18]。自噬與SLE的多方面障礙都有關(guān)：包括死亡細(xì)胞的清除，細(xì)胞內(nèi)的DNA 和RNA的清理，Ⅰ型干擾素(IFN)的應(yīng)答的調(diào)節(jié)，B細(xì)胞和T細(xì)胞的長期存活的控制。

3.1 SLE中的自噬相關(guān)基因組學(xué) 全基因組關(guān)聯(lián)研究已經(jīng)把自噬相關(guān)基因單核苷酸多態(tài)性與SLE易感性聯(lián)系起來。至少有五個與Atg5位點(diǎn)相鄰的單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點(diǎn)與SLE的發(fā)生和/或發(fā)展有關(guān)。具體來說，在prdm1-atg5基因間隔區(qū)的SNPs(rs548234，rs6937876和rs6568431)，在內(nèi)含子1(rs573775 Atg5)和Atg5的內(nèi)含子6(rs2245214)中已經(jīng)全部表現(xiàn)出潛在疾病的危險因素[19]。且根據(jù)Zhou等[20]報(bào)道，在中國人群中，內(nèi)含子prdm1-atg5的單核苷酸多態(tài)性與SLE有關(guān)。目前還不清楚，內(nèi)含子的單核苷酸多態(tài)性是如何調(diào)節(jié)Atg5表達(dá)且Atg5基因在SLE疾病發(fā)展中的全部機(jī)制也不清楚。Atg7和IRGM也是可能的SLE易感基因。Atg5、Atg7和IRGM之間存在確定的基因相互作用，暗示著整個通路的異常[21]。這些數(shù)據(jù)確定了Atg5可以作為SLE一個潛在的治療靶點(diǎn)，并且為揭示SLE的致病機(jī)制提供了較大的可能[22]。

3.2 SLE中的自噬相關(guān)免疫細(xì)胞 在SLE中除了先天免疫的異常， T細(xì)胞和B細(xì)胞不適當(dāng)?shù)募せ詈蜕嬉彩球?qū)動多器官炎癥和維持自身抗體產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。通過在SLE小鼠模型中的研究已經(jīng)對ATG7在SLE病理機(jī)制中的調(diào)節(jié)作用有所認(rèn)識。Atg7-/-B細(xì)胞培養(yǎng)存活率降低，不能有效地分化成漿細(xì)胞，這表明Atg7能促進(jìn)B細(xì)胞的存活并有助于其自身免疫性疾病的持續(xù)性。此外，在ATG7-/-B細(xì)胞中新鮮分離的線粒體密度明顯高于對照組，這支持線粒體的清除調(diào)節(jié)B細(xì)胞的存活和B細(xì)胞依賴自身反應(yīng)的觀點(diǎn)。有報(bào)道在SLE患者中B細(xì)胞自噬作用有所增加，可能導(dǎo)致增加漿細(xì)胞形成的動員。B細(xì)胞和T細(xì)胞有更多的自噬泡，而單核細(xì)胞則與對照組情況相似，不受其影響。B細(xì)胞自噬泡的數(shù)量檢測作為LC3陽性斑塊，自噬泡數(shù)量與SELENA-SLEDAI 疾病活動性評分呈正相關(guān)[23]。

SLE患者T細(xì)胞有多種異常，包括T細(xì)胞的異常活化和T細(xì)胞存活率延長。最近的一項(xiàng)研究分析了LC3轉(zhuǎn)換率作為狼瘡小鼠模型和人類狼瘡患者T細(xì)胞自噬活性的一個檢測指標(biāo)[24]。目前的共識是，在SLE中自噬更有可能發(fā)生。這似乎不是由于抑制了自噬通量，而因?yàn)樾盘柾繁患せ睢Ｔ诶钳徯∈蟮腡細(xì)胞中，與對照組相比，PMA1.3.2離子霉素刺激足以誘發(fā)較高的自噬活性，表明至少有一個能引發(fā)高自噬表型的觸發(fā)點(diǎn)涉及T細(xì)胞激活[25]。

3.3 SLE中的自噬相關(guān)分子免疫學(xué) SLE患者的經(jīng)典的異常包括：對DNA和RNA的自身免疫反應(yīng)，Ⅰ型IFN產(chǎn)生過多和對免疫復(fù)合物和死細(xì)胞的處理困難，以上這些都可以作為一個自身抗原的永久來源。自噬過程的缺陷可能涉及所有的上述這些病理過程。無效的自噬據(jù)推測可以導(dǎo)致受損的線粒體和死細(xì)胞的積累[26，27]。無論是直接或在抗原抗體復(fù)合物形成之后，過多的死亡細(xì)胞的DNA/RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物都可以激活先天免疫系統(tǒng)導(dǎo)致炎性細(xì)胞因子的生產(chǎn)。具體來說，含有抗DNA或RNA抗體的免疫復(fù)合物激活Toll樣受體(TLR)7或9，導(dǎo)致持續(xù)的細(xì)胞活化[28，29]。樹突狀細(xì)胞一旦吞噬含有DNA免疫復(fù)合物[30，31]，即通過活化TLR7和TLR9產(chǎn)生大量的IFN-α。相應(yīng)的，自噬缺陷的樹突狀細(xì)胞TLR7和TLR9活化減少且IFN-γ、α產(chǎn)生也減少。Atg5或其他自噬相關(guān)分子干擾IFN-α誘導(dǎo)反應(yīng)的精確的分子機(jī)制還未見報(bào)道，細(xì)胞內(nèi)DNA-抗體復(fù)合物處理障礙以及凋亡小體的清除失敗是自身耐受破壞和自身免疫反應(yīng)的啟動中的關(guān)鍵步驟。

3.4 自噬在SLE臨床發(fā)病中可能的前瞻意義 雖然導(dǎo)致狼瘡自噬活性升高的確切機(jī)制仍不清楚，但與其相關(guān)的并參與促進(jìn)自身免疫性T細(xì)胞和B細(xì)胞生存的信號通路的失調(diào)已經(jīng)確定。有趣的是關(guān)于自噬與SLE之間的關(guān)聯(lián)源自于觀察藥物對自噬的調(diào)節(jié)，包括羥氯喹、雷帕霉素和P140肽，在狼瘡小鼠模型中以及在SLE患者身上都顯示出有益的效果，這點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了復(fù)位自噬通量可能是SLE的一個重要的治療目標(biāo)[32-34]。同時應(yīng)重新審視自噬基因與SLE結(jié)合促使細(xì)胞死亡在其發(fā)病機(jī)制中作用。SLE患者通常會產(chǎn)生針對細(xì)胞核抗原的自身抗體。自噬障礙已被懷疑與諸如細(xì)胞質(zhì)傳感器對DNA監(jiān)測過程，對自身DNA產(chǎn)生抗體的誘導(dǎo)及免疫復(fù)合物沉積所致的組織損傷作用有關(guān)系。

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[收稿2016-09-17 修回2016-11-08]

(編輯 張曉舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.07.034

徐衛(wèi)東(1975年-)，男，醫(yī)學(xué)博士，副主任中醫(yī)師，講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事中西醫(yī)結(jié)合防治風(fēng)濕免疫性疾病的基礎(chǔ)與臨床研究，E-mail:jindadong169@163.com。

R593.24

A

1000-484X(2017)07-1115-03

①本文為江西省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.20161BAB205273)。