自噬在非酒精性脂肪肝發(fā)病機(jī)制和治療中的作用

李宗澤 張?chǎng)╂?李 潤(rùn) 沈婧怡 張晨鳴 姚 立

非酒精性脂肪肝（NAFLD）是指包括非酒精性單純性肝脂肪變、非酒精性脂肪性肝炎肝硬化和肝細(xì)胞癌的一系列肝病[1]。全球約25%的人群患有此病[2]，并且NAFLD 患病數(shù)在我國(guó)逐年上升。目前NAFLD逐漸被認(rèn)為是與代謝紊亂相關(guān)的多系統(tǒng)疾病，國(guó)際專家小組建議將其更名為代謝相關(guān)脂肪性肝?。∕AFLD）[3-4]。自噬是細(xì)胞內(nèi)的一種分解代謝過(guò)程，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)、受損的細(xì)胞器或病原體被遞送至溶酶體，并被溶酶體水解酶消化以產(chǎn)生核苷酸、氨基酸、脂肪酸、糖和三磷酸腺苷（ATP），并最終再循環(huán)至細(xì)胞質(zhì)中重新利用。這種由溶酶體介導(dǎo)的細(xì)胞自我消化具有重要的生理作用，如對(duì)物質(zhì)循環(huán)利用以適應(yīng)代謝壓力，清除細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)誤折疊的蛋白及受損的細(xì)胞器等潛在的有害物質(zhì)等。根據(jù)底物進(jìn)入溶酶體途徑的不同，一般將自噬分為三類：巨自噬、分子伴侶介導(dǎo)的自噬（CMA）和微自噬。自噬與NAFLD 的發(fā)病機(jī)制高度相關(guān)，包括調(diào)節(jié)細(xì)胞胰島素敏感性，細(xì)胞脂質(zhì)代謝存儲(chǔ)，介導(dǎo)肝細(xì)胞對(duì)刺激的抵抗能力，防止先天免疫反應(yīng)的過(guò)度激活等。本文綜述自噬在NAFLD進(jìn)展中的作用以及自噬相關(guān)治療的最新進(jìn)展。

1 自噬與肝臟脂質(zhì)淤積

NAFLD 的主要特征是脂肪變性，表現(xiàn)為肝細(xì)胞內(nèi)脂滴（LD）中三酰甘油（TG）和膽固醇的過(guò)度積累。自噬在肝臟內(nèi)脂質(zhì)代謝過(guò)程中具有重要作用，其中以巨自噬和CMA 為主。

1.1 巨自噬對(duì)脂質(zhì)淤積作用 肝細(xì)胞處于饑餓狀態(tài)下會(huì)消耗細(xì)胞內(nèi)以LD 形式儲(chǔ)存的脂質(zhì)。應(yīng)激時(shí)，自噬通過(guò)將LD 的脂質(zhì)運(yùn)送到溶酶體中進(jìn)行降解產(chǎn)生游離脂肪酸[5]。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，肝細(xì)胞巨自噬可防止脂肪淤積肝細(xì)胞內(nèi)。自噬相關(guān)基因（Atg5和Atg7）的敲除和藥物（3-甲基腺嘌呤）的抑制作用，都可以增加肝細(xì)胞中脂質(zhì)含量，增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[5-7]。相反，腺病毒誘導(dǎo)的Atg7 過(guò)表達(dá)可以增加自噬相關(guān)蛋白表達(dá)，有效抑制肝脂肪變性、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和胰島素抵抗[7-8]。巨自噬參與調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝機(jī)制可以存在于多個(gè)方面，例如調(diào)節(jié)肝細(xì)胞脂質(zhì)儲(chǔ)存，調(diào)節(jié)影響脂質(zhì)代謝的載脂蛋白B 的降解等[9]。

1.2 CMA 對(duì)脂質(zhì)淤積作用 CMA 在調(diào)節(jié)肝脂肪代謝中也有重要的作用。CMA 一般通過(guò)脂質(zhì)代謝中的關(guān)鍵酶（如脂肪生成酶）來(lái)調(diào)節(jié)脂質(zhì)在肝臟內(nèi)的蓄積[10]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，CMA 可以通過(guò)降解脂滴相關(guān)蛋白PLIN2和PLIN3 來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)存儲(chǔ)的動(dòng)員[11]。CMA通過(guò)清除和降解脂滴相關(guān)蛋白PLIN2和PLIN3 有助于脂質(zhì)核心接近胞質(zhì)中的脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）。同時(shí)，CMA 有助于自噬小體的蛋白質(zhì)錨定在LD 上，使其傳遞至溶酶體進(jìn)行降解，促進(jìn)巨自噬的作用。因此當(dāng)CMA 異常時(shí)，同樣會(huì)影響脂質(zhì)代謝。

1.3 脂質(zhì)淤積對(duì)自噬作用 巨自噬或CMA 的減弱會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)在肝細(xì)胞內(nèi)淤積，影響肝脂肪變性，導(dǎo)致NAFLD 發(fā)展及加劇。并且研究還發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)淤積也會(huì)反作用于自噬功能，造成自噬能力下降。脂質(zhì)對(duì)肝細(xì)胞的脂肪自噬作用同樣有抑制效果，可能機(jī)制包括自噬基因表達(dá)降低，降解的溶酶體酶水平降低和自噬體與溶酶體的融合能力受限[12-13]。

肝臟自噬在脂質(zhì)代謝中的重要作用，生理狀態(tài)下的自噬對(duì)維持肝內(nèi)脂質(zhì)正常含量有重要意義。自噬失調(diào)會(huì)導(dǎo)致肝內(nèi)脂質(zhì)淤積增加，并且肝內(nèi)脂質(zhì)淤積會(huì)進(jìn)一步加重代謝功能障礙，從而造成惡性循環(huán)，促使疾病發(fā)生和進(jìn)展。

2 自噬保護(hù)肝細(xì)胞

在NAFLD 發(fā)展過(guò)程中，肝臟炎癥、肝細(xì)胞損傷和死亡是肝臟疾病進(jìn)展至非酒精性脂肪性肝炎（NASH）甚至肝臟纖維化的重要病理因素。盡管肝細(xì)胞損傷、死亡的機(jī)制尚不明確，目前認(rèn)為氧化應(yīng)激和炎性細(xì)胞因子釋放等因素發(fā)揮主要作用。自噬可能通過(guò)腫瘤壞死因子（TNF）和氧化劑調(diào)節(jié)肝細(xì)胞死亡途徑，也可以通過(guò)清除功能受損的細(xì)胞器或蛋白質(zhì)來(lái)避免肝臟死亡。

巨自噬是保護(hù)肝細(xì)胞的重要形式。巨自噬通過(guò)清除錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)、過(guò)多的脂質(zhì)和受損的細(xì)胞器（如線粒體）來(lái)減少氧化應(yīng)激等，并供給細(xì)胞能量，從而防止肝細(xì)胞死亡。研究發(fā)現(xiàn)，巨自噬具有多種保護(hù)機(jī)制，它可以激活肝細(xì)胞抵抗多種損傷，通過(guò)調(diào)控JNK通路抵抗超氧化物的氧化應(yīng)激[14]，調(diào)控ALK 途徑抵抗脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的損傷[15]。抑制肝細(xì)胞死亡受體途徑是另一種保護(hù)肝細(xì)胞的重要機(jī)制，巨自噬可以通過(guò)抑制TNF和Fas 導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡[16]，從而減緩NAFLD 進(jìn)展。CMA 也可以保護(hù)肝細(xì)胞，敲除LAMP-2A 可加重小鼠肝損傷[10，14]，其作用可能與抗氧化應(yīng)激和減少脂質(zhì)淤積造成的損傷有關(guān)。當(dāng)肝臟中的氧化應(yīng)激增加時(shí)，CMA 會(huì)激活并選擇性清除受損的蛋白質(zhì)[17]。CMA 受到抑制時(shí)會(huì)導(dǎo)致蛋白穩(wěn)態(tài)喪失和氧化蛋白聚集體的積累，造成慢性氧化應(yīng)激持續(xù)損害肝臟[18]。

3 自噬與肝先天免疫

除肝細(xì)胞外，肝臟內(nèi)的其他細(xì)胞依靠不同的病理生理方式影響NAFLD 的進(jìn)展。先天免疫反應(yīng)也對(duì)NAFLD 造成的炎癥反應(yīng)有著一定的影響。自噬是巨噬細(xì)胞調(diào)節(jié)該功能的重要方式。

巨噬細(xì)胞自噬可以明顯影響病原體識(shí)別受體[19]。許多Toll 樣受體（TLR）的配體與肝臟脂肪相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制有聯(lián)系，常見(jiàn)的有飽和脂肪酸和脂多糖等。TLR-4 屬于Toll 樣模式識(shí)別受體家族，具有防御外界病原體入侵的作用。TLR-4與內(nèi)毒素的相互作用導(dǎo)致多種促炎性介質(zhì)的釋放，從而誘導(dǎo)肝損傷和纖維化[20]。此外，在高脂質(zhì)喂養(yǎng)ATG-5 基因敲除的小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自噬的抑制會(huì)影響巨噬細(xì)胞極化，加重炎癥和肝損傷。在小鼠的原代骨髓巨噬細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞中均可以發(fā)現(xiàn)促炎性的M1 型增加和抗炎性的M2 型減少[21]，表明自噬可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化，從而有消除炎癥，減輕肝臟損傷的作用。而在急性肝毒性損傷模型中，巨噬細(xì)胞自噬的缺陷會(huì)加重肝損傷。隨著自噬的減退，炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，炎性小體活化產(chǎn)生大量的白介素-1β（IL-1β）導(dǎo)致肝損傷，表明巨噬細(xì)胞通過(guò)自噬抑制IL-1β 的產(chǎn)生來(lái)限制急性肝毒性損傷[22]。

4 自噬與NAFLD 治療

自噬失調(diào)廣泛參與NAFLD 病理生理進(jìn)展，因此恢復(fù)自噬的正常功能對(duì)于NAFLD 的治療具有重要意義。其治療作用包括減少肝細(xì)胞脂質(zhì)蓄積、恢復(fù)胰島素敏感性、減輕肝細(xì)胞損傷和肝臟內(nèi)過(guò)度的炎癥反應(yīng)等，最終達(dá)到緩解癥狀和改善預(yù)后的目的。

4.1 針對(duì)自噬的藥物治療 研究發(fā)現(xiàn)，卡馬西平、雷帕霉素均可增強(qiáng)肝細(xì)胞巨自噬，并且證實(shí)其可以減少脂肪變性和改善胰島素敏感性[22]。依澤替米貝在臨床上用于降低膽固醇水平，近年也被發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)PRKA 激活和TFEB 核易位誘導(dǎo)自噬，從而改善小鼠的脂肪變性、減輕炎癥和纖維化[23]。塞來(lái)昔布作為環(huán)氧化酶-2（COX-2）抑制劑，具有調(diào)節(jié)NF-κB 途徑、抑制非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路從而減輕肝臟炎癥和脂肪變性等作用，對(duì)于治療肝臟脂肪代謝性疾病有良好的前景。研究發(fā)現(xiàn)，其還具有恢復(fù)自噬通量從而緩解NAFLD 的作用[24]。甲狀腺激素是機(jī)體內(nèi)重要的激素，可以通過(guò)刺激自噬而增加肝脂質(zhì)分解代謝[25]。因此，抑制甲狀腺激素分泌和敏感性的藥物或許可以用于NAFLD 的治療。

此外，多種植物提取物被報(bào)道對(duì)于誘導(dǎo)自噬增強(qiáng)和減輕NAFLD 癥狀有效。例如，咖啡因在小鼠實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)，可以通過(guò)自噬溶酶體途徑刺激肝臟脂質(zhì)代謝減輕肝脂肪變性[26]。中草藥提取物也逐漸成為新型的NAFLD 治療藥物。研究表明，表沒(méi)食子兒茶酸酯具有抗氧化和抗炎的作用，并且能通過(guò)上調(diào)低密度脂蛋白受體（LDL-R）、激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、調(diào)節(jié)肝組織固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBPs）改善脂質(zhì)代謝和胰島素抵抗，從而改善NAFLD[27]。蕃蕷皂苷具有促進(jìn)肝臟脂肪代謝、抗氧化應(yīng)激，調(diào)節(jié)炎癥，調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路和誘導(dǎo)自噬的作用[28]。白藜蘆醇、枸杞多糖、辣椒素等植物提取物也被證明可以通過(guò)自噬途徑改善NAFLD[1]。盡管植物提取物的分子機(jī)制可能未完全闡明，并且需要進(jìn)一步臨床前期和臨床研究，但仍是非常值得期待的療法。

4.2 生活方式干預(yù) 生活方式干預(yù)對(duì)自噬有著積極的調(diào)節(jié)作用。運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是一線的治療方法[29]，運(yùn)動(dòng)可以顯著降低FABP1表達(dá)，從而調(diào)節(jié)自噬溶酶體，起到減輕肝脂肪變性的作用，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可以預(yù)防NAFLD 的發(fā)生[30]。飲食改變也是一項(xiàng)可能的治療方式。研究表明，限制食物和能量的攝入，可以誘導(dǎo)自噬和預(yù)防代謝綜合征[31-32]。盡管生活方式干預(yù)可以顯著改善疾病，1 年內(nèi)體質(zhì)量減輕3%～5%可以逆轉(zhuǎn)單純性脂肪肝，體質(zhì)量減輕7%～10%能顯著降低血清氨基酸轉(zhuǎn)移酶水平并改善NASH，減重并維持1 年可以逆轉(zhuǎn)NAFLD 進(jìn)程中的肝纖維化[33]，但是目前患者對(duì)生活方式干預(yù)的積極性和長(zhǎng)期堅(jiān)持表現(xiàn)仍有提升空間，因此包括營(yíng)養(yǎng)和康復(fù)的多學(xué)科聯(lián)合策略至關(guān)重要。隨著“健康中國(guó)2030 計(jì)劃”的實(shí)行，相信將來(lái)NAFLD 的流行將會(huì)得到一定的控制[34]。

5 小 結(jié)

自噬在機(jī)體正常生理活動(dòng)中不可或缺，對(duì)細(xì)胞的病理生理過(guò)程具有重要意義。隨著自噬在NAFLD中的作用機(jī)制不斷探明，自噬相關(guān)的治療方法也不斷出現(xiàn)，多種西藥、中草藥提取物以及生活方式干預(yù)被不斷證明對(duì)NAFLD 有重要的調(diào)節(jié)作用。盡管仍存在亟待解決的問(wèn)題，如NAFLD 作為治療靶點(diǎn)的確切作用以及尋找安全且選擇性靶向自噬的藥物成分。但是自噬作為一個(gè)新興的研究方向，在肝臟脂肪代謝相關(guān)疾病中的作用仍有研究潛力，靶向自噬的治療方法值得進(jìn)一步發(fā)掘和完善。