細胞自噬與動脈粥樣硬化的研究進展

李洋，孫大康，鄭園園，程艷麗

（濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，山東 濱州）

0 引言

動脈粥樣硬化（AS）是一種以大、中型動脈血管壁內(nèi)形成脂質(zhì)斑塊為典型特征的慢性炎性疾病，易發(fā)于ECs屏障功能受損的區(qū)域，隨著疾病的進展，粥樣斑塊破裂可部分或完全阻塞管腔，最終導(dǎo)致急性心血管事件發(fā)生[1]。雖然飲食、運動等生活方式的改變、降脂藥物的應(yīng)用以及先進檢測手段和介入治療的開展都顯著延長了患者壽命，但仍無法逆轉(zhuǎn)AS患病率逐年增加的趨勢。因此更好的認識動脈粥樣硬化（AS）發(fā)生的根本原因、制定新的治療策略迫在眉睫。研究發(fā)現(xiàn)，自噬普遍存在于動脈粥樣硬化斑塊，在動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性和疾病的整體發(fā)展過程中起著不容忽視的作用。

1 自噬與AS

大量體內(nèi)外研究顯示，自噬在動脈粥樣硬化（AS）的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用，甚至可以將平滑肌細胞增殖、巨噬細胞泡沫化及內(nèi)皮細胞損傷三種因素已被視為動脈粥樣硬化的主要發(fā)病機制。透射電鏡是檢測自噬發(fā)生的金標準，通過透射電鏡檢測發(fā)現(xiàn)，動脈粥樣硬化斑塊中的巨噬細胞、VSMCs和Ecs均有自噬體的存在。

1.1 內(nèi)皮細胞自噬與AS

內(nèi)皮細胞功能障礙是動脈粥樣硬化（AS）發(fā)生的首要步驟。血管緊張素II對患者心血管病變具有重要誘導(dǎo)作用，它是由內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的，當(dāng)患者全身動脈收縮時，會因發(fā)生高血壓而損傷血管內(nèi)皮細胞。因此，為保護患者心血管疾病，防止患者出現(xiàn)動脈粥樣硬化（AS），可利用自噬對血管緊張素II的抑制作用，實現(xiàn)對內(nèi)皮細胞的保護作用。內(nèi)皮細胞功能受損，會使內(nèi)皮源性物質(zhì)失衡、血管微環(huán)境改變，最終導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生。高脂喂養(yǎng)ATG7-/-/AopE-/-小鼠16周，其內(nèi)皮細胞斑塊負荷顯著增加，這表明ECs的自噬對血管壁脂質(zhì)沉積的調(diào)控至關(guān)重要。剪切力是血液在內(nèi)皮細胞表面流動所產(chǎn)生的機械力，除影響內(nèi)皮細胞的增殖、遷移、滲透性、促凝性、炎癥反應(yīng)等功能外，同樣也能夠激活ECs自噬。研究顯示，高血糖能夠激活體內(nèi)腎素-血管緊張素系統(tǒng)，加重線粒體損傷，同時能夠?qū)е聝?nèi)皮細胞衰老、凋亡及自噬水平增加。

1.2 巨噬細胞自噬與AS

巨噬細胞可以吞噬沉積在血管壁內(nèi)的脂質(zhì)從而起到“清道夫”的作用。巨噬細胞具有很強的吞噬潛能，但難以透過傳統(tǒng)電鏡對細胞質(zhì)中囊泡來源進行區(qū)分。增強巨噬細胞自噬可以加速細胞內(nèi)脂滴的降解，促進細胞脂質(zhì)代謝，抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展。巨噬細胞凋亡被認為是動脈粥樣硬化斑塊形成和破裂的關(guān)鍵事件。在低密度脂蛋白基因敲除 (LDLR-/-)的小鼠中，巨噬細胞特異性缺失ATG5使胞內(nèi)膽固醇外排減少，ROS生成以及細胞凋亡增加。同時自噬缺乏還導(dǎo)致NLRP3炎性小體的過度激活，加速巨噬細胞向促炎M1表型的轉(zhuǎn)化。據(jù)此我們推測，巨噬細胞自噬缺陷可能通過干擾膽固醇轉(zhuǎn)運、炎癥、ROS生成和細胞凋亡等多個關(guān)鍵過程，影響動脈粥樣硬化的進程。

1.3 血管平滑肌細胞自噬與AS

新生血管成熟不足是動脈粥樣硬化斑塊的一個共同特征，通常意味著營養(yǎng)和生長因子的缺乏，同時這也是誘導(dǎo)自噬激活的條件之一。纖維帽中的VSMCs被一層寬厚的基板所包圍，營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏可能導(dǎo)致VSMCs自噬活性增加。氧化低密度脂蛋白（oxygenized low density lipoprotein，oxLDL）通過 PINK1（PTEN induced putative kinase 1）/Parkin信號通路誘導(dǎo)血管平滑肌細胞自噬，并作為一種保護機制防止VSMCs凋亡。在VSMCs組織特異性ATG7敲除小鼠中，其粥樣斑塊面積顯著多于對照組，并且血管內(nèi)血栓形成及斑塊出血事件也明顯增多。由此我們認為，VSMCs自噬缺陷增加了斑塊的不穩(wěn)定性和破裂的風(fēng)險。在動脈粥樣硬化（AS）進展期，發(fā)生急性冠心病的主要原因是患者斑塊內(nèi)的凋亡細胞由于缺乏自吞能力，導(dǎo)致巨噬細胞也發(fā)生凋亡，從而導(dǎo)致斑塊壞死。巨噬細胞自噬與巨噬細胞凋亡是由氧化應(yīng)激與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的。巨噬細胞的基礎(chǔ)性自噬對動脈粥樣硬化（AS）斑塊內(nèi)巨噬細胞具有保護作用，可通過其抗凋亡作用，使其免受動脈粥樣硬化應(yīng)激物的影響。

2 自噬在AS中的“雙刃劍”作用

自噬是細胞面對應(yīng)激環(huán)境時的一種“生存機制”[2]，其在AS發(fā)展過程的保護作用已經(jīng)被證實。自噬能夠通過及時清除受損蛋白質(zhì)及線粒體，避免細胞色素C的大量釋放及半胱天冬酶的過度活化。自噬還參與機體抗氧化應(yīng)激的防御過程，促進斑塊細胞在炎性環(huán)境中的恢復(fù)，防止其凋亡，從而提高斑塊的穩(wěn)定性。在AS中，自噬與凋亡有很高的環(huán)境依賴性，二者可發(fā)生在同一細胞內(nèi)。在巨噬細胞中，芹菜素介導(dǎo)的巨噬細胞凋亡增加，可以抑制其自噬過度激活，有助于改善動脈粥樣硬化。這些結(jié)果表明，適度的自噬可以保護細胞免于凋亡，而過度的自噬則會適得其反。血管內(nèi)皮細胞、巨噬細胞及血管平滑肌細胞與動脈粥樣硬化（AS）關(guān)系較為密切，它們均存在自噬反應(yīng)。人類動脈粥樣硬化斑塊中存在的髓鞘樣結(jié)構(gòu)等血管細胞自噬樣特點，可通過顯微鏡準確顯示出來。LC3-II在粥樣斑塊溶解產(chǎn)物與纖維帽中VSMC中含量具有表達增加現(xiàn)象，但在非動脈粥樣硬化中，卻難以有效檢測出LC3-II含量表達，由次說明，自噬在動脈粥樣硬化中具有被誘導(dǎo)作用。

3 藥物調(diào)節(jié)自噬活性對AS的影響

自噬參與動脈粥樣硬化的病理生理過程已得到廣泛認可，因此自噬調(diào)節(jié)劑可能作為一種潛在的治療手段，用于動脈粥樣硬化的預(yù)防和治療。近期研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β能夠刺激VSMCs向成骨表型轉(zhuǎn)化最終導(dǎo)致動脈鈣化風(fēng)險增加，而阿托伐他汀可以下調(diào)β-連環(huán)蛋白信號通路并激活細胞自噬改善動脈鈣化[3]。傳統(tǒng)降糖藥物二甲雙胍能夠激活A(yù)MPK和抑制mTOR信號通路誘導(dǎo)自噬水平增加，改善“線粒體質(zhì)量控制”及抑制糖尿病ApoE -/-小鼠的血管衰老和炎癥反應(yīng)，減輕動脈粥樣硬化程度。雷帕霉素（或雷帕霉素衍生物，如依維莫司）可以抑制mTOR通路激活自噬，發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。雷帕霉素不僅能夠在藥物洗脫支架中抑制VSMCs增殖，還可以降低局部炎癥反應(yīng)、延緩細胞衰老、延長壽命等[3]。

4 前景與展望

隨自噬領(lǐng)域的高速發(fā)展與不斷突破，巨噬細胞自噬已成為動樣粥樣硬化發(fā)病機制的重要影響因素。斑塊發(fā)展及其不穩(wěn)定性是由巨噬細胞聚集引起的，受變性LDL與氧化應(yīng)激的作用，促進巨噬細胞自噬的激活，在對細胞起到保護作用的同時，也可將受損細胞器與錯誤合成蛋白質(zhì)有效清除，從而達到抑制細胞凋亡，促進巨噬細胞源泡沫細胞膽固醇外流的提升。證據(jù)表明，自噬調(diào)節(jié)可能是一種預(yù)防或治療心血管疾病的潛在手段。在體外實驗中，自噬誘導(dǎo)藥物（雷帕霉素、精胺、組蛋白去乙?；敢种苿┮驯蛔C明可改善心臟及血管功能。然而，體外實驗始終無法充分模擬真實的人體生理條件。自噬可以發(fā)生在所有的細胞類型，并且在多種人類疾病中具有重要作用，但由于自噬調(diào)節(jié)藥物缺乏組織特異性，這可能會限制其療效和潛在的臨床價值。此外，目前尚未建立一種可靠的檢測方法，既能非侵入性的體現(xiàn)自噬通量水平，又能夠準確、快速評估自噬藥物有效性，這也將限制自噬調(diào)節(jié)劑的臨床應(yīng)用。絕經(jīng)前女性的心血管疾病患病率遠低于同齡男性，這一現(xiàn)象與雌激素的有益作用密切相關(guān)。然而關(guān)于自噬與性別的相關(guān)問題還知之甚少，在以后的研究中我們應(yīng)更加關(guān)注此方面。

綜上所述，全面了解自噬在動脈粥樣硬化中的作用，進一步探索血管細胞自噬調(diào)控的分子機制，將為動脈粥樣硬化提供新的治療靶點和策略。