凋亡與自噬的相互關(guān)系在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

李春蒔++孫英煥++杜明++陶李++李光迪

【摘 要】 凋亡和自噬作為程序性細(xì)胞死亡的兩種形式，二者相互聯(lián)系又相互區(qū)別，凋亡和自噬的異常狀態(tài)與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。對于二者相互作用的研究不僅可以進(jìn)一步揭示類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)生、發(fā)展的潛在機(jī)制，而且為其治療和預(yù)防提供了新的思路。結(jié)合近年來國內(nèi)外研究進(jìn)展，就凋亡與自噬的相互關(guān)系在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的作用進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】 關(guān)節(jié)炎，類風(fēng)濕；凋亡；自噬；p53；Beclin1；TNF-α；p62；綜述

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種以持續(xù)性滑膜炎癥、系統(tǒng)性炎癥和關(guān)節(jié)不可逆損傷為特征的自身免疫性疾病。當(dāng)前，RA的病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確。但是RA的發(fā)生與遺傳易感、環(huán)境和免疫系統(tǒng)紊亂等多重因素共同作用密切相關(guān)?，F(xiàn)有研究表明，細(xì)胞凋亡與細(xì)胞自噬的異常狀態(tài)與RA的發(fā)生密切相關(guān)[1-2]。

1 凋亡與自噬的關(guān)系

1.1 凋 亡 細(xì)胞凋亡，即Ⅰ型程序性細(xì)胞死亡（PCDⅠ），是指細(xì)胞在一定的生理或病理?xiàng)l件下，遵循自身的程序，自己結(jié)束其生命的過程。這一過程涉及一系列細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化，如細(xì)胞核濃縮，片段化和質(zhì)膜皺褶泡化，以及凋亡小體。同時(shí)，細(xì)胞凋亡伴隨諸多生化改變，包括線粒體外膜透化（MOMP）、半胱天冬酶-3、半胱天冬酶-6、半胱天冬酶-7的激活以及分解代謝水解酶的活化。

1.2 自 噬 細(xì)胞自噬，即Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡（PCDⅡ），是指真核細(xì)胞內(nèi)降解自身細(xì)胞器和其他大分子的過程。此過程中首先形成自噬膜，自噬膜大多由細(xì)胞內(nèi)線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脫落形成，有時(shí)細(xì)胞質(zhì)膜和高爾基體膜也會參與自噬膜的形成；隨后，自噬膜將細(xì)胞內(nèi)不需要的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器包裹起來，形成自噬體；之后，自噬體和細(xì)胞內(nèi)溶酶體共同形成自噬溶酶體，其中的酶可將蛋白質(zhì)和細(xì)胞器水解成為小分子物質(zhì)供細(xì)胞再次利用。由于細(xì)胞器與蛋白質(zhì)進(jìn)入溶酶體的方式不同，所以自噬可以分為3種形式：巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。

1.3 凋亡與自噬的相互關(guān)系 凋亡與自噬的比較見表1。凋亡與自噬的關(guān)系可分為3種情況：①自噬為凋亡所需[3]：自噬的發(fā)生先于凋亡且自噬可增加凋亡的活性；細(xì)胞程序性死亡可以被自噬抑制劑抑制，但不能被凋亡抑制劑所抑制[4]。②凋亡與自噬互相拮抗[5]：凋亡可以被自噬抑制，從而促進(jìn)細(xì)胞存活，在抑制自噬后，細(xì)胞對凋亡信號的敏感性提高。③自噬和凋亡可相互轉(zhuǎn)化，但其機(jī)制還不清楚[3]。

2 凋亡與自噬在RA中的作用

RA的病理特點(diǎn)為滑膜異常增生，以及之后的軟骨和骨破壞。RA成纖維樣滑膜細(xì)胞（RA-FLS）定位于關(guān)節(jié)滑膜內(nèi)膜襯里層，能夠產(chǎn)生多種炎性細(xì)胞因子、趨化因子和基質(zhì)降解酶，參與關(guān)節(jié)炎癥和骨質(zhì)破壞的發(fā)生，因此RA-FLS的異常增生在RA發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[6]；同時(shí)，RA-FLS凋亡抵抗造成了細(xì)胞死亡數(shù)目減少，異常增殖增多的情況。

目前，有證據(jù)表明細(xì)胞凋亡抵抗是由于細(xì)胞自噬起到了保護(hù)細(xì)胞的作用，且自噬通路的持續(xù)刺激、凋亡水平的下調(diào)進(jìn)一步引起RA-FLS的過度活化及分化[7]。細(xì)胞自噬在RA-FLS中發(fā)揮的作用目前尚不清楚，其與細(xì)胞死亡通路之間的關(guān)系也不明確。但有研究表明，自噬可能是通過緩解RA-FLS內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激壓力促進(jìn)細(xì)胞存活[7-8]。Xu等[9]發(fā)現(xiàn)，RA滑膜襯里層自噬作用增強(qiáng)，且與RA-FLS凋亡抵抗呈正相關(guān)，這說明自噬抑制RA-FLS凋亡；同時(shí)該研究還發(fā)現(xiàn)，利用腫瘤壞死因子-α（TNF-α）刺激RA-FLS可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激增加，同時(shí)可使細(xì)胞自噬增強(qiáng)，從而清除胞質(zhì)內(nèi)未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白，抑制滑膜細(xì)胞的凋亡而促進(jìn)生存。Shin等[7]研究發(fā)現(xiàn)，利用毒胡蘿卜素刺激RA-FLS后自噬增加，凋亡減少；當(dāng)用Beclin1 siRNA抑制自噬后，RA-FLS對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)凋亡的易感性增強(qiáng)。

由此可見，自噬和凋亡的平衡狀態(tài)在這一系列變化中起著重要作用，因此我們要從分子機(jī)制探討二者在RA中的關(guān)系。

2.1 p53 p53是目前研究最多的抑癌基因之一，其對細(xì)胞凋亡和自噬都有調(diào)控作用。當(dāng)機(jī)體遇到缺血缺氧、DNA損傷以及原癌基因異常表達(dá)等情況時(shí)，p53會被激活，其通過上調(diào)促凋亡基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生[3]。在細(xì)胞自噬中，p53發(fā)揮雙重調(diào)節(jié)作用；細(xì)胞核中的p53促進(jìn)自噬，胞質(zhì)中的p53抑制自噬[10]。

研究發(fā)現(xiàn)，RA患者滑膜組織中的p53發(fā)生了基因突變[11]。Takatori等[12]研究發(fā)現(xiàn)，缺失p53基因小鼠的滑膜細(xì)胞增長顯著增加，同時(shí)凋亡明顯減少；還發(fā)現(xiàn)在RA患者的p53突變率較高的滑膜組織中白細(xì)胞介素-6（IL-6）的含量也增高，這說明p53可能參與調(diào)節(jié)IL-6的過表達(dá)。已知IL-6是一種促炎癥細(xì)胞因子，作為一種重要介質(zhì)也參與了RA滑膜炎癥和關(guān)節(jié)損傷。這說明p53除了在凋亡和自噬環(huán)節(jié)中參與RA，還通過其他環(huán)節(jié)參與RA的發(fā)生、發(fā)展。另外有研究發(fā)現(xiàn)，RA患者淋巴細(xì)胞中的p53表達(dá)相較于正常人是偏低的[13]，這與p53在滑膜組織中的表達(dá)正好相反，其機(jī)制目前還不清楚。在活動(dòng)期RA患者的關(guān)節(jié)內(nèi)，滑膜細(xì)胞凋亡水平降低，而提高其凋亡水平，患者癥狀會有所緩解。綜上所述，在RA發(fā)生時(shí)p53表達(dá)降低，使凋亡水平下降，自噬水平升高，人為提高凋亡水平或抑制自噬的發(fā)生[14]，都能起到緩解癥狀的作用。

2.2 Beclin1 Beclin1有3個(gè)重要的結(jié)構(gòu)域，分別為Bcl-2結(jié)合部位（BH3）、進(jìn)化保守結(jié)構(gòu)域（ECD）和螺旋-螺旋結(jié)構(gòu)域（CCD）[15]。自噬調(diào)控因子與不同的Beclin1結(jié)構(gòu)域結(jié)合后，可實(shí)現(xiàn)對自噬水平的正向或負(fù)向調(diào)控[16]?？沟蛲龅鞍譈cl-2、

Bcl-xL可以與Beclin1的BH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合，抑制其抗凋亡作用；同時(shí)，Bcl-2或Bcl-xL高表達(dá)還可以抑制自噬[17]。由此可見，Beclin1在調(diào)控細(xì)胞凋亡與自噬過程中都發(fā)揮著重要作用。endprint

研究顯示，對比檢測RA-FLS和骨關(guān)節(jié)炎成纖維滑膜細(xì)胞（OA-FLS）中的Beclin1水平是增高的[18]；然而，在RA患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中的Beclin1表達(dá)量是降低的[19]，其機(jī)制不明。還有研究表明，經(jīng)正規(guī)治療的RA患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中的Beclin1含量較治療前顯著下降[20]，說明Beclin1表達(dá)水平可能與RA的病情活動(dòng)有關(guān)。

2.3 TNF-α TNF-α是一種主要由激活的單核巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞分泌的多肽，其存在形式包括二聚體、三聚體和五聚體，其中主要活性形式為三聚體。TNF-α的生物學(xué)效應(yīng)受其濃度的影響，當(dāng)濃度 ﹥ 10-8 mol·L-1時(shí)，機(jī)體的免疫平衡會被打破，TNF-α與其他炎癥因子共同發(fā)揮作用，造成病理損傷；當(dāng)濃度 ﹤10-10 mol·L-1時(shí)，TNF-α有促進(jìn)組織修復(fù)，參與調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和引起細(xì)胞凋亡等作

用[21]。TNF-α可以通過與其受體TNFE1結(jié)合，激活caspase從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[22-23]。研究顯示，TNF-α可以激活自噬，與此同時(shí)自噬體形成可能與依賴TNF-α參與的凋亡有關(guān)[24-25]。

研究表明，TNF-α不能誘導(dǎo)RA-FLS凋亡，卻能夠引起凋亡抵抗[26]。但是，當(dāng)核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）信號通路被抑制后，TNF-α就能誘導(dǎo)RA-FLS凋亡。還有研究證明，自噬在RA骨破壞中發(fā)揮著重要作用，TNF-α可以誘導(dǎo)RA自噬的激活，參與RA的關(guān)節(jié)破壞[14]。目前，TNF-α抑制劑在RA治療中發(fā)揮重要作用，但是在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)并不是對所有患者都有作用，其原因尚不明確[23]。有研究發(fā)現(xiàn)，在RA患者外周血中TNF-α水平顯著高于健康對照組；同時(shí)，活動(dòng)期RA患者TNF-α水平明顯高于靜止期RA患者，這提示監(jiān)測TNF-α的表達(dá)水平可以觀察RA的活動(dòng)狀況及病情的嚴(yán)重程度[27-28]。

2.4 p62 p62是SQSTM1編碼的泛素結(jié)合蛋白，通過選擇性募集泛素化蛋白，之后將其傳遞至自噬體降解這一過程參與自噬[29]，且p62能夠和部分凋亡相關(guān)及其存活通路中的蛋白結(jié)合發(fā)揮作用，其中有caspase-8、TRAF6（調(diào)節(jié)NF-κB通路）等[30]。其中，p62能否有效激活caspase-8非常重要，但是死亡受體被激活時(shí)，caspase-8可以清除p62，而caspase-8可能是通過p62實(shí)現(xiàn)經(jīng)自噬降解[31-32]。以上表明，自噬可以影響凋亡，反過來凋亡能夠改變p62和p62依賴的自噬性物質(zhì)的降解，這表明自噬與凋亡可以相互影響，二者存在關(guān)聯(lián)[33]。目前已知p62陽性多泛素化蛋白聚集體的形成可以促進(jìn)RA-FLS的死亡[34]，但是其在RA中是否有其他作用尚不清楚。

3 結(jié)語和展望

在正常機(jī)體中凋亡和自噬不是單獨(dú)存在的，且二者處于一種平衡狀態(tài)；當(dāng)RA發(fā)生時(shí)，二者的平衡狀態(tài)被打破。至此提出了一個(gè)問題：是由于二者關(guān)系紊亂導(dǎo)致了RA的發(fā)生，還是RA的發(fā)生引起了二者關(guān)系紊亂。p53、Beclin1、TNF-α、p62是已知的凋亡和自噬的交叉結(jié)點(diǎn)，以此為切入點(diǎn)有助于了解RA的病因和發(fā)病機(jī)制。在RA的發(fā)生、發(fā)展和治療過程中，凋亡與自噬發(fā)揮著重要的作用。進(jìn)一步研究二者在RA中的作用，對RA的早期診斷、治療及判斷預(yù)后將有深遠(yuǎn)的意義。但是目前對凋亡、自噬及RA三者的關(guān)系認(rèn)識還不夠深入，比如凋亡與自噬的交叉調(diào)控機(jī)制、凋亡與自噬在RA-FLS類腫瘤樣異常增殖中的作用，在難治性RA發(fā)生、發(fā)展中的作用等諸多問題需要在今后的科研工作中進(jìn)行深入且大量的研究，從而在RA診療方面取得一定的突破。

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收稿日期：2017-04-17；修回日期：2017-09-01endprint