自噬對奶牛乳腺發(fā)育和功能影響的研究進展

任怡飛，劉建新，劉紅云

（浙江大學動物科學學院，浙江杭州 310058）

自噬是細胞降解自身長壽命蛋白、受損細胞器并使其重新利用的過程，是機體維持體內代謝平衡的一種自我保護機制[1]。奶牛乳腺組織在青春期受多種激素刺激加速生長，在妊娠期其功能發(fā)育達到最大化，包括乳房發(fā)育速度加快、導管分支更廣泛、腺泡結構形成等；斷奶導致大部分分泌上皮細胞發(fā)生程序性死亡并使乳腺退化[2]。乳腺的這種生長-分化-退化過程隨著奶牛重復妊娠而周期性地反復進行，自噬在這個過程中發(fā)揮重要作用。本文主要就自噬的機制、奶牛乳腺發(fā)育中自噬的作用及其影響進行綜述，以期為通過調控乳腺自噬改善奶牛生產性能提供新思路和理論依據。

1 細胞自噬

細胞生長發(fā)育需要蛋白質合成和降解、細胞器發(fā)生和更新之間保持良好的動態(tài)平衡[3]，正常狀態(tài)下細胞中自噬維持在基礎水平，通過調節(jié)細胞器降解維持胞內穩(wěn)態(tài)，這在機體發(fā)育過程中和某些特定應激狀態(tài)下尤為重要。當細胞處在炎癥、缺氧或饑餓等應激狀態(tài)時，自噬可以清除不必要的蛋白質和細胞器，將其運輸?shù)饺苊阁w中降解，產生氨基酸、脂肪酸等分解產物并將這些組分重復利用[4-5]。但目前已有研究認為，自噬也是細胞程序性死亡的一種方式，過度自噬則可能導致關鍵細胞器消耗過度而造成細胞死亡，對機體產生危害。

1.1 自噬的分類 最近的研究發(fā)現(xiàn)自噬對底物存在選擇性，據此可將其分為選擇性自噬和非選擇性自噬，選擇性自噬主要通過自噬受體蛋白（Autophagic Adaptor）對底物進行特異性的識別、分選和運輸[6]，如線粒體自噬、內質網自噬、過氧化物酶體自噬等。目前已有研究將自噬過程中是否依賴自噬相關蛋白和經典通路作為依據，將其區(qū)分為經典自噬和非經典自噬[7-8]。經典自噬根據細胞內自噬底物運輸方式的不同分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬[1]。微自噬指待降解物質直接被溶酶體膜包裹并降解；分子伴侶介導的自噬指胞質內可溶蛋白質分子與分子伴侶結合后被轉運到溶酶體中被降解；通常提到的自噬是指巨自噬，它是哺乳動物細胞質成分更新的主要途徑，由源于內質網具有雙層膜結構的自噬體包裹待降解物，并與溶酶體融合使其內容物被溶酶體中的水解酶降解[9]，本文主要討論巨自噬有關內容，下文中提到的自噬均指巨自噬。

1.2 自噬的分子機制 自噬的過程由自噬相關基因（Auto phagy-Related Gene，Atg）編碼的自噬相關蛋白（Atgs）調控和完成，目前已有42 個相關基因在酵母中被發(fā)現(xiàn)，其中約20 個在哺乳生物中具有高度保守性。自噬過程主要由幾種Atg 蛋白復合物介導，但隨著研究的深入，已發(fā)現(xiàn)這些基因和蛋白在某些自噬過程中不一定是完全依賴的，可能在某些自噬過程中呈現(xiàn)非依賴性。

1.2.1 Atg1/ULK1 激酶復合物誘導自噬啟動 哺乳動物細胞Unc-51-like kinase 1 and 2（ULK1 和ULK2）是酵母Atg1 的同源物，其活性主要受哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian Target of Rapamycin，mTOR）[10]和AMP依賴的蛋白激酶（Adenosine5'-Monophosphate-Activated Protein Kinase，AMPK）信號通路調控[11]。Atg1/ULK1激酶復合物誘導自噬啟動[12]，這種復合物的組成成分Atg13 的去磷酸化可誘導細胞發(fā)生自噬。在細胞內營養(yǎng)充足時，mTOR 活化抑制自噬，細胞處于饑餓狀態(tài)時mTOR 活性受到抑制從而激活自噬。AMPK 可以直接或間接地抑制mTOR 活性誘導自噬，也可以通過直接活化Atg1 誘導自噬。

1.2.2 PI3K 激酶復合物參與自噬泡的延伸和成熟 Ⅲ型磷脂酰肌醇3-激酶復合物（Class III PI3K Complex, PI3KC3）在哺乳動物細胞中參與自噬泡的形成并促進其成熟[10]。Vps34（Vacuolar Protein-Sorting 34）是哺乳動物中的第III 類PI3 酶，作為催化亞單位與Vps15結合后被激活，后與Beclin1（Atg6 的同源物，一種自噬相關蛋白）結合，形成復合物促進自噬泡的成熟和轉運[1]。

1.2.3 Atg12-Atg5-Atg16 和 Atg8-PE 泛素化復合物參與自噬泡形成 泛素修飾系統(tǒng)包括Atg12-Atg5-Atg16 和Atg8-PE，這2 個泛素化蛋白結合體系都參與自噬泡的形成[6]，任何一個發(fā)生故障均會影響自噬體起始階段的功能。酵母細胞中Atg8 在哺乳動物中有多種同源物，其中研究最早、最廣泛的是哺乳動物微管相關蛋白1 輕 鏈3（MAP1LC3，簡 稱LC3）[13]。LC3- Ⅰ在Atg7 和Atg3 的作用下與磷脂酰乙醇胺（Phosphatidyl Ethanolamine，PE）結合，成為膜結合型LC3- Ⅱ，在自噬泡的內外膜上對稱分布，參與膜的延伸。當自噬體與溶酶體融合時，LC3-Ⅱ被溶酶體中的水解酶降解[14]。

1.2.4 p62 /SQSTM1 參與選擇性自噬 p62/SQSTM1（一種多功能泛素結合蛋白）是目前選擇性自噬中研究最多的一種自噬受體蛋白，它對底物進行特異性識別、分選和運輸。p62 作為連接LC3 和泛素化待降解物的接頭蛋白，與LC3-Ⅱ-PE 結合后再與待降解物結合進入自噬體，最終被溶酶體降解[6]。

2 自噬對不同生長階段奶牛乳腺的影響

具有泌乳能力的乳腺是哺乳動物特有的腺體，其發(fā)育和泌乳活動是哺乳動物最突出的形態(tài)與生理特征。哺乳動物大多數(shù)組織和器官的生長均主要發(fā)生在個體發(fā)育早期階段，但乳腺的生長發(fā)育主要發(fā)生在個體成熟后。雌性哺乳動物性成熟后，乳腺的生長-分化-退化周期在每個妊娠期重復進行，并可在體外培養(yǎng)系統(tǒng)中復制[2]。

乳腺泌乳的基本單位是腺泡，主要由被包埋在間充質細胞和細胞外基質（extracellular Matrix，ECM）中的乳腺上皮細胞（Mammary Epithelial Cells，MECs）構成。奶牛乳腺在胚胎期開始發(fā)育，在青春期與其他組織一同生長，在妊娠開始后整體生長速度逐漸加快，泌乳時發(fā)育完全[15]。但在生產實踐中為提高經濟效益，奶牛在下一次妊娠期到來時仍在持續(xù)泌乳，其泌乳期一直持續(xù)到產前干奶期。因此，乳腺在泌乳后期開始逐漸退化，干奶后退化加劇。在奶牛生產全部過程中，自噬在青春期和妊娠期的乳腺生長發(fā)育中表現(xiàn)出一定作用，在泌乳后期和干奶期乳腺退化再生過程中作用更強，具體表現(xiàn)為細胞中Beclin1 表達增加，可觀察到自噬體和自噬溶酶體數(shù)量增多[2]。

2.1 自噬對生長發(fā)育階段乳腺組織的影響 在乳腺發(fā)育過程中其形態(tài)按照分支結構生長，主要由新形成腺泡內的細胞群凋亡清除細胞產生空腔，這個過程被稱為管腔形成，存在于乳腺整個生長發(fā)育過程，并在泌乳時由分泌乳汁的腺泡終止[16]。管腔形成過程中位于腺泡中心的MECs 缺乏與ECM 接觸被認為是發(fā)生凋亡的直接原因，這種類型的凋亡性細胞程序性死亡稱為失巢凋亡。研究表明，使用3D 細胞培養(yǎng)模型可以使MECs 的培養(yǎng)環(huán)境和組織結構更接近體內ECM 中的微環(huán)境和狀態(tài)，在其培養(yǎng)體系中加入重組基底膜（Reconstituted Basement Membrane，rBM）能使MECs 表現(xiàn)出諸多在動物體內發(fā)育的特征。3D 系統(tǒng)中培養(yǎng)的MECs 經歷幾個增殖周期能夠生長成為小的類器官，可用于研究乳腺發(fā)育的動態(tài)變化過程[17]。這些類器官的特征包括可以形成具有中空腔、類似腺泡的球狀體，與體內發(fā)育器官具有相同的基因表達、基底膜成分（膠原蛋白IV，層粘連蛋白I）沉積和乳蛋白合成能力等[18-19]。

2.1.1 自噬在管腔形成中的作用 在乳腺發(fā)育過程中，與ECM 直接接觸的外層上皮細胞能夠表達特定的基因，成為具有特定分泌能力的乳腺上皮細胞；位于腺泡中心的細胞因缺乏與ECM 接觸而導致自噬水平升高[19]。在腺泡內部細胞營養(yǎng)和能量不足的情況下，自噬作為一種生存機制被激活，以保護細胞不受線粒體不穩(wěn)定的影響。但腺泡中心的持續(xù)應激可導致失巢凋亡的發(fā)生，通過程序性死亡消除腺泡內部細胞，最終形成腺泡內的空腔。

Sobolewska 等[18]研究使用添加rBM 的3D 體系培養(yǎng)奶牛乳腺上皮細胞系BME-UV1，觀察到16 d 內形成極性細胞外層和球體中心空腔組成的腺泡結構；7 d 時在腺泡類似物中心觀察到自噬標記蛋白GFP-LC3，9 d時開始檢測到凋亡標志蛋白Caspase-3，說明腺泡發(fā)育過程中腺泡中心細胞自噬的發(fā)生先于凋亡，但仍不能抑制凋亡導致的空腔形成。使用3- 甲基腺嘌呤抑制自噬可導致奶牛乳腺上皮細胞（Bovine Mammary Epithelial Cells，BMECs）形成較小且發(fā)育不充分的類器官，這些細胞在極化過程完成之前已經顯示凋亡跡象[18]。Karantza-Wadsworth 等[20]研 究 對 缺 少1 個Beclin1 等位基因的小鼠乳腺上皮細胞（Beclin1+/-）與具有1 對Beclin1 等位基因的野生型（Beclin1+/+）細胞進行比較，結果顯示Beclin1+/-型細胞培養(yǎng)物形成腺泡類似物過程中管腔形成速度更快。因此，自噬缺陷可能使MECs 對代謝應激更敏感，導致管腔形成加速，說明自噬在此過程中對細胞具有保護作用；但當細胞凋亡起主要作用時，自噬的保護作用可能并不明顯，無法抑制管腔形成。同時發(fā)現(xiàn)過表達Bcl-2 抑制凋亡的Beclin1+/-型腺泡類似物的中央細胞表現(xiàn)出壞死性死亡的跡象[20]，說明壞死可能是凋亡和自噬均失去作用時腺泡中央細胞的死亡機制。

2.1.2 自噬對失巢凋亡的影響 失巢凋亡是管腔形成過程中腺泡中心細胞死亡從而形成空腔的主要原因[21]。Debnath 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，人乳腺上皮細胞系MCF-10A發(fā)育和重構形成的腺泡中，由抗凋亡蛋白Bcl-2 或Bcl-XL 過表達介導的凋亡抑制對管腔形成僅能延遲幾天，而不能使腺泡腔內保持長期充盈，表明可能有其他因素在管腔形成中發(fā)揮作用。抑制自噬相關基因表達可以減少因缺乏ECM 引起的自噬。Karantza-Wadsworth 等[20]使用siRNA 干擾缺乏ECM 細胞中Atg5、Atg6（Beclin1）和Atg7 等自噬相關基因表達，可導致細胞自噬減少、凋亡增加，并減少失巢凋亡后的細胞增殖，說明失巢凋亡發(fā)生時自噬具有一定的保護作用。當?shù)蛲霰籅cl-2 過表達阻斷時，缺乏ECM 的細胞仍然出現(xiàn)自噬，而抑制Atg 表達能夠減少過表達Bcl-2 細胞的存活，說明腺泡中心細胞凋亡被抑制時仍可依靠自噬存活；接觸ECM的細胞中也可以觀察到自噬被誘導，說明自噬可獨立于細胞凋亡發(fā)生，而不是僅作為缺失ECM 時的存活機制或管腔形成時的二級清除機制[19]。因此，自噬可以促進失巢凋亡過程中上皮細胞的存活，但仍不能阻止乳腺細胞發(fā)生失巢凋亡和管腔形成。

2.2 自噬對退化再生階段乳腺組織的影響 生產中奶牛在下一次妊娠開始后仍持續(xù)泌乳，直到妊娠后期分娩之前停止擠奶使其進入干奶期。干奶期目的是使奶?；謴蜕眢w機能，為胎牛生長發(fā)育和后續(xù)提高泌乳能力提供物質基礎。干奶期間由于泌乳停止，乳腺會逐漸退化，但妊娠激素的分泌同時又刺激乳腺繼續(xù)生長[23]。這種發(fā)育組織的細胞增殖和退化組織的細胞程序性死亡在時間上重合，因此這個過程也被稱為退化再生[24]。在此期間，ECM 和腺泡基底膜退化被認為是引起細胞大量死亡的主要原因，但乳腺的腺泡結構已發(fā)育并保持完整，仍可觀察到大量MECs 存在[25]。目前普遍認為乳腺退化再生的生理基礎是MECs 增殖和凋亡之間的平衡[24]，奶牛乳腺在生產過程的各個時期均有細胞自噬發(fā)生，干奶期自噬水平最高。

2.2.1 自噬作為細胞的存活機制 當停止擠奶時，由于乳汁阻滯和轉化生長因子-β1（Transforming Growth Factor-Beta 1，TGF-β1）等促凋亡因子水平升高，MECs發(fā)生凋亡，具有分泌功能的MECs 減少會造成乳腺退化使其恢復到靜止狀態(tài)。這個過程中自噬作為細胞的生存機制啟動，使一部分MECs 存活下來以保存腺體形態(tài)，逐漸減少乳汁分泌等待分娩，以準備下一次哺乳[24]。同時，胎兒和母體之間競爭營養(yǎng)物質造成的MECs 暫時性營養(yǎng)不良也是誘導自噬的原因之一，這種機制能夠平衡妊娠期間胎兒發(fā)育和母體自身對營養(yǎng)的需求，穩(wěn)定細胞內能量和氨基酸供應。有研究表明，在奶牛干奶期MECs 中可觀察到自噬跡象，大量細胞中可觀察到自噬體和自噬溶酶體，Beclin1 蛋白表達量增加[2]。

2.2.2 自噬作為細胞的死亡機制 細胞死亡可分為壞死（Necrosis）和程序性細胞死亡（Programmed Cell Death，PCD）2 種類型。PCD 是細胞由基因調控發(fā)生自發(fā)性死亡的過程[26]，按其發(fā)生機制的不同可分為凋亡（Apoptosis）、自噬性細胞死亡（Autophagic Cell Death）、類凋亡/ 副凋亡（Paraptosis）、細胞程序性壞死（Necroptosis）、鐵死亡（Ferroptosis）等多種類型。PCD 是一種正常生理過程，在乳腺重塑各個階段均有發(fā)生。目前的研究大多認為凋亡是乳腺退化過程中MECs 的死亡方式，但越來越多的證據表明凋亡不是這個過程中PCD 的唯一類型[27]。在死亡細胞中也可以觀察到自噬的形態(tài)特征，因此一直有研究認為自噬可能也是一種死亡機制[28]，已有證據表明在死亡的乳腺上皮細胞中觀察到自噬性細胞死亡[27]。自噬不僅是凋亡的替代，還能作為凋亡的補充，在同一細胞中同時表現(xiàn)出凋亡（細胞皺縮、染色質邊集）和自噬（自噬體、自噬泡）2 種典型形態(tài)特征。推測可能是凋亡作為較快的程序消除最敏感的細胞亞群，其他更耐受的細胞啟動較慢的自噬程序作為凋亡的補充。細胞凋亡和自噬的互補性表明2 個PCD 通路之間相互連接，但其分子機制還不完全清楚。

3 影響奶牛乳腺自噬的因素

細胞自噬受許多因素調控，機體正常生理狀態(tài)下的局部因素、病理狀態(tài)和環(huán)境因素等都會影響機體自噬水平，除饑餓、缺氧、內質網應激[29]等引起細胞自噬的經典因素外，還有許多因素對奶牛乳腺細胞自噬產生調控。生長軸激素和生長因子是奶牛乳腺重塑和功能調節(jié)的重要因子[30]，對乳腺細胞自噬也具有調控作用；炎癥等病理性因素可以改變機體細胞自噬水平，影響乳腺炎的發(fā)生與發(fā)展；環(huán)境溫度過高產生的熱應激同樣會作用于乳腺細胞自噬，從而影響乳腺功能。

3.1 影響乳腺細胞自噬的生理因素 在奶牛整個生產過程中，機體內許多局部因素對細胞自噬存在影響，如性激素17β-雌二醇（17β-oestradiol，E2）和孕酮（Progesterone，P4）、胰島素樣生長因子- I （Insulin-Like Growth Factor- I，IGF-I）或表皮生長因子（Epidermal Growth Factor，EGF）、轉化生長因子-1（Transforming Growth Factor- 1，TGF-1）、干擾素-γ（Interferon-γ，INF-γ）等。這些因素在奶牛乳腺的各個生長階段中不僅能夠調節(jié)MECs 的增殖和凋亡，還可以通過誘導自噬調節(jié)乳腺的生長發(fā)育，在保持細胞死亡和存活的平衡中發(fā)揮作用。

3.1.1 性激素 卵巢類固醇激素E2和P4對泌乳周期有顯著的調控作用，不僅能夠刺激乳腺分泌組織的生長，也能防止乳腺退化過程中MECs 廣泛死亡。這2 種激素可以介導MECs 中的增殖信號，E2激活導管生長，P4促進腺小葉-腺泡發(fā)育；同時雌激素受體（ERα 和ERβ）和孕激素受體（PRA 和PRB）能夠調節(jié)妊娠期間乳腺形態(tài)和功能的基因組效應[30]。Zielniok 等[31]研究表明，E2和P4通過刺激自噬相關基因Beclin1、Atg5、LC3B表達及相應蛋白水平升高進而增強BMECs 自噬。E2可能通過配體激活雌激素受體參與調節(jié)Atg5 和LC3B 表達，雌激素受體直接與這些基因的啟動子結合，而P4通過間接刺激Atgs 表達發(fā)揮作用。同時這2 種激素均可通過調節(jié)Bcl-2 的磷酸化狀態(tài)誘導自噬，使Bcl-2 與其復合物解離。同時其受體ERα 和PR 可以與Beclin1直接相互作用并有助于誘導自噬。Sobolewska 等[32]研究得到了同樣的結論，并且觀察到這2 種類固醇激素能夠抑制mTOR 活化從而增強自噬。使用3D 模型研究發(fā)現(xiàn)，催乳素不會改變腺泡類似物內的自噬水平；而E2和P4存在時腺泡生長正常，但細胞自噬增強[18]。這些結果表明，在干奶期奶牛乳腺退化再生過程中，E2和P4支持分泌組織再生和防止MECs 廣泛死亡的作用與誘導細胞自噬相關。

3.1.2 細胞因子 細胞因子可以通過影響胞質膜上附著的特殊受體調節(jié)細胞自噬，目前認為Th1 族細胞因子（如IL-1、IL-2、TNF-α、INF-γ）可以誘導自噬，而Th2族細胞因子（IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 和IL-13）和抗炎類細胞因子抑制自噬[33]。

3.1.2.1 IGF-I 和EGF IGF-I 活性受特定的IGF 結合蛋白（IGF-Binding Proteins，IGFBPs）調節(jié)，在乳腺退化期間嚙齒動物中的IGFBP-5 或反芻動物中的IGFBP-3能夠抑制IGF-I[32]。EGF 在泌乳期的乳腺分化過程中能夠促進細胞增殖，使細胞在分化之后對乳汁分泌相關激素產生反應，有助于防止細胞凋亡；其亞家族成員在妊娠和干奶期間能夠促進MECs 增殖。Sobolewska 等[32]研究表明，mTOR 通過PI3K/Akt 信號傳導途徑活化，IGF-I 和EGF 誘導PI3K/Akt 途徑參與的信號轉導，即IGF-I 和EGF 參與了BMECs 中mTOR 的 激活；使用雷帕霉素抑制mTOR 活性可以消除IGF-I 和EGF 對自噬的抑制作用，說明IGF-I 和EGF 具有抑制MECs 自噬的作用，mTOR 在這個過程中可以連接IGF-I 和EGF的信號傳導，但它們不能抑制mTOR 下游因子引起的自噬。

3.1.2.2 TGF-β1 TGF-β1 是BMECs 中 主 要 的 抗 增 殖 因子和促凋亡因子，其表達受生長軸激素控制，并在干奶期分泌增加，是乳腺組織退化的重要局部調節(jié)因子[34]。Gajewska 等[27]首 次 證 明TGF-β1 在BMECs 中 不 僅誘導細胞凋亡，而且能夠誘導自噬作為PCD 發(fā)生，TGF-β1 處理的BMECs 中自噬不僅可以替代凋亡作為細胞的死亡方式，還可對凋亡的作用進行補充，與凋亡同時出現(xiàn)在同一細胞中。具體表現(xiàn)為細胞中LC3 和Beclin1 表達增加，出現(xiàn)自噬體和自噬泡以及凋亡的細胞特征。Beclin1 基因編碼與Bcl-2 相互作用的腫瘤抑制因子和抗病毒蛋白，已經證明Beclin1 與PI3K 作用形成復合物調控自噬[35]。細胞超微結構分析表明，Beclin1 蛋白水平降低導致的自噬泡抑制與細胞死亡減少相關[27]。以上結果提示，Beclin1 對于觸發(fā)細胞死亡的自噬通路必不可少。

3.1.2.3 INF-γ 研究表明，IFN-γ 在體內、體外均可誘導BMECs 自噬。Khalkhali-Ellis 等[36]證明，在人乳腺上皮細胞系HMEpCs 中添加INF-γ 可使Beclin1 表達量增多，并通過透射電鏡觀察到自噬體。夏小靜[37]研究顯示，飼喂可引起奶牛體內IFN-γ 升高的日糧及體外培養(yǎng)BMECs 時使用IFN-γ 處理，均可引起B(yǎng)MECs 的LC3-II 表達量升高、自噬溶酶體等顯微結構增多；同時IFN-γ 可通過加速精氨酸耗竭活化GCN2/e IF2α 信號途徑介導BMECs 細胞自噬，而自噬介導了IFN-γ 抑制的乳脂、乳蛋白合成。

3.2 其他因素 除奶牛自身的激素、細胞因子等生理性因素外，機體的病理狀態(tài)和環(huán)境因素也可影響細胞自噬水平，最終對奶牛機體狀態(tài)和經濟效益產生影響。

3.2.1 炎癥 奶牛乳房炎是由微生物感染、理化因素刺激等多種原因引起的奶牛乳腺炎癥，是生產中的常見病、多發(fā)病，嚴重影響奶農經濟效益、阻礙奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[38]。細胞自噬機制與大多數(shù)應激反應通路相互作用，包括參與控制免疫應答和炎癥的通路，最近的研究證明自噬和炎癥之間具有交互作用[39]。與癌癥、神經退行性疾病和老化等相似，由自噬基因突變或微生物拮抗引起的自噬缺陷是許多傳染病和炎癥綜合征發(fā)病的重要因素[39]。自噬可通過直接和間接2 種途徑抑制細胞的炎癥反應：直接抑制炎性復合物，或清除受損細胞器、病原微生物等引起炎癥反應的刺激物。通?？刂谱允傻恼{節(jié)網絡能夠檢測到各種炎癥介質相關的輸出信號，根據炎癥反應的狀態(tài)適當調節(jié)自噬。由于炎癥反應會破壞細胞內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，因此適當?shù)淖允捎兄谝种蒲装Y反應，減輕機體損傷[40]。雖然自噬通常被認為是細胞在應激條件下的一種存活機制，但自噬程度不能適當調控炎癥時也會對機體產生危害。

自噬在不同種類的細胞發(fā)生的炎癥反應中發(fā)揮不同的作用。She 等[41]研究表明，使用脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）刺激小膠質細胞表面的TLR4 后，活化的蛋白激酶p38αMAPK 直接磷酸化ULK1 并破壞其與自噬起始復合物中的關鍵伴侶Atg13 的相互作用，降低自噬水平；但在巨噬細胞中LPS 誘導的TLR4 和p38αMAPK 活化可以導致炎性因子分泌增多和自噬增強。Meng 等[42]研究表明，LPS 通過增加BIRC2 表達并提高p53 核內水平誘導人血管內皮細胞自噬，對mTOR 途徑沒有影響；而胡越[43]研究報道，LPS 可激活人支氣管上皮細胞mTOR 信號通路并抑制其下游的自噬，從而調控細胞產生的炎癥反應。這些結果說明不同來源的細胞對于炎癥和自噬的相互影響、相關信號通路均存在差異。而目前MECs 的自噬與炎癥之間的影響和作用通路尚未有明確定論，其相互作用、相關關系仍有待進一步探討；考慮到乳房炎在奶牛生產中的嚴重危害，MECs 自噬在炎癥發(fā)展過程中的作用階段和調控位點都值得深入研究。

3.2.2 熱應激 奶牛在干奶期受到熱應激會影響乳腺生長，從而影響后續(xù)產奶量，因此生產中常在干奶晚期乳腺組織生長時對奶牛進行降溫處理。Wohlgemuth 等[44]研究了熱應激對干奶早期奶牛乳腺組織自噬的影響，結果顯示細胞自噬會受到慢性熱應激的負面影響，進而阻礙乳腺的退化和再生。這可能是高產奶牛受到熱應激后乳腺奶產量降低的原因，但自噬產生這種影響的機制目前仍未解明。另外，因干奶期間細胞凋亡與自噬同時存在且相互影響，尚需進一步研究評估環(huán)境熱應激對干奶早期自噬與凋亡之間相互作用的影響。

4 總結與展望

自噬在奶牛生產過程中的各個階段均對乳腺發(fā)育和功能產生重要影響，主要體現(xiàn)在乳腺的生長發(fā)育和退化再生過程中，包括保護MECs 存活和促使細胞發(fā)生程序性死亡等。自噬也受到機體內外諸多因素的影響，其信號通路與細胞內許多其他通路相互關聯(lián)，與各項生理、病理過程具有相互作用，尤其在炎癥過程中具有重要影響。自噬與炎癥的關系在許多細胞類型中已有研究，如巨噬細胞、小膠質細胞等，但不同細胞中炎癥與自噬的關系不同。MECs 除合成和分泌乳成分外，還能在病原微生物入侵乳腺時合成和分泌許多免疫調節(jié)因子，這些免疫活性物質對乳腺的免疫防御功能產生重要影響，對乳腺炎的發(fā)生與病程發(fā)展具有調控作用。而目前對自噬調控MECs 炎癥的研究較少，其調控作用、相互關系、分子機制等都不甚明確。考慮到奶牛研究現(xiàn)狀和實踐需要，可將自噬與乳腺組織炎癥相結合，探究自噬對乳腺炎癥的調控作用和機制，以期為乳房炎的預防和治療提供新思路。