中醫(yī)藥調(diào)控細(xì)胞自噬在防治常見代謝性疾病中的研究進(jìn)展

★ 劉彩玲 華詩培 喻松仁 徐曉英 張一文 程紹民 王萍 王河寶（.江西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院 南昌 330004；.江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 330004）

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活方式和飲食習(xí)慣發(fā)生巨大的改變。缺乏適量的運(yùn)動及機(jī)體長期過度的營養(yǎng)攝入，導(dǎo)致人體內(nèi)的脂質(zhì)、葡萄糖、蛋白質(zhì)代謝紊亂，引發(fā)一系列代謝性疾病，如肥胖癥、非酒精性脂肪肝（NAFLD）、動脈粥樣硬化（AS）、腫瘤、2型糖尿?。═2DM）等。這些代謝性疾病的患病率在全球范圍呈快速增長的趨勢［1］，已成為嚴(yán)重威脅人類健康重大慢性疾病。自噬是一種防御和應(yīng)激調(diào)控機(jī)制，當(dāng)細(xì)胞在受到外界條件刺激或在內(nèi)部條件發(fā)生變化時，如面臨營養(yǎng)缺失、低氧、過多細(xì)胞器和胞質(zhì)成分的積聚等脅迫刺激，自噬會被激活，發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞存活和保護(hù)細(xì)胞免受損傷的作用［2］。隨著對自噬的研究不斷深入，發(fā)現(xiàn)自噬生理病理功能與代謝及代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。近年來，大量研究表明中醫(yī)藥干預(yù)調(diào)節(jié)代謝性疾病的機(jī)制與自噬密切相關(guān)，因此本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，探討中醫(yī)藥調(diào)控自噬在防治常見代謝性疾病的研究概況。

1 自噬與代謝及相關(guān)常見代謝性疾病的關(guān)系

1.1 自噬與脂質(zhì)代謝及相關(guān)疾病的關(guān)系自噬與脂質(zhì)代謝關(guān)系密切。維持胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)除了可以通過胞漿脂肪酶途徑，還可通過另一種重要途徑—脂噬，是由自噬溶酶體介導(dǎo)的脂滴降解［3］。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞清除多余脂質(zhì)的有效方式是自噬－溶酶體途徑［4］，可見脂噬對調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝水平起著重要作用。因此，若自噬發(fā)生障礙，則會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝失衡，發(fā)生脂質(zhì)蓄積，引起肥胖、非酒精性脂肪肝和動脈粥樣硬化等代謝性疾病。

肥胖是由于食物攝入和能量消耗之間的不平衡引起過多的白色脂肪組織（WAT）積累及自噬調(diào)控異常導(dǎo)致的慢性炎癥反應(yīng)狀態(tài)［5］。自噬能夠調(diào)控脂肪細(xì)胞脂質(zhì)代謝和脂肪細(xì)胞分化。表明短期內(nèi)抑制細(xì)胞自噬會伴隨著補(bǔ)償性泛素－蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）的上調(diào)，導(dǎo)致PPARγ2（脂肪形成關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子）降解增加，進(jìn)而抑制脂肪細(xì)胞分化，減少脂肪堆積，誘導(dǎo)白色脂肪細(xì)胞（WAC）棕色化［6］。故脂肪細(xì)胞抑制自噬，可引起WAC減少并促進(jìn)WAC棕色化，從而起到防治肥胖病的效果。

非酒精性脂肪肝是以肝臟甘油三酯（TG）聚集和脂類代謝紊亂為特征［7］。自噬能夠通過持續(xù)降解脂滴從而調(diào)控脂質(zhì)在肝臟中的豐度［8］。若持續(xù)的饑餓則會上調(diào)自噬，動員脂質(zhì)來度過營養(yǎng)匱乏的環(huán)境。若營養(yǎng)過剩將導(dǎo)致肝臟發(fā)生自噬，降解脂滴以減少脂質(zhì)蓄積。若仍無法上調(diào)自噬水平或自噬缺陷，將會導(dǎo)致良性脂質(zhì)積累，則表現(xiàn)為非酒精性脂肪肝，并不斷加劇進(jìn)展至非酒精性脂肪性肝炎和肝硬化甚至肝癌的過程［9］。

動脈粥樣硬化是以脂類代謝紊亂為基礎(chǔ)血管炎癥改變的慢性炎癥性疾病，以動脈內(nèi)膜積聚一層具有黃色粥樣外觀的脂質(zhì)為特點(diǎn)。巨噬細(xì)胞對ox-LDL的攝取及吞噬，在AS的發(fā)生發(fā)展、斑塊破裂中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。同時脂噬在AS形成與發(fā)展中同樣扮演這著重要角色。研究發(fā)現(xiàn)自噬途徑有助于調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化斑塊中巨噬細(xì)胞對脂質(zhì)刺激的訪問［10］，通過溶酶體降解脂滴產(chǎn)生游離膽固醇，促使泡沫細(xì)胞內(nèi)的膽固醇外流，減輕斑塊內(nèi)的脂質(zhì)沉積，穩(wěn)定斑塊［11］。因此，若巨噬細(xì)胞自噬功能障礙時必將導(dǎo)致血管穩(wěn)態(tài)失衡。

1.2 自噬與蛋白質(zhì)代謝及相關(guān)疾病的關(guān)系細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)由長壽蛋白和短壽蛋白構(gòu)成。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解主要通過兩種途徑，一是泛素-蛋白酶體系統(tǒng)，主要降解大多數(shù)短壽蛋白質(zhì)和單體的錯誤折疊蛋白；二是自噬-溶酶體系統(tǒng)，主要降解長壽蛋白、蛋白聚集體和受損細(xì)胞器［12］。在選擇性自噬降解錯誤折疊蛋白聚合物中，首先是錯誤折疊蛋白泛素化后積聚并形成聚集體，接著自噬受體蛋白P62、NBR1、HDAC6通過泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域識別和結(jié)合自噬底物，同時與自噬體結(jié)合，再與溶酶體融合，最后錯誤折疊蛋白聚合物在溶酶體中被水解酶降解［13-14］。

多項(xiàng)研究表明，當(dāng)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能不足時，可激活自噬-溶酶體系統(tǒng)，由HDAC6、P62/SQSTM1和NBR1等信號蛋白介導(dǎo)此代償途徑［15-16］，因此，若泛素-蛋白酶體系統(tǒng)出現(xiàn)障礙及大量蛋白積聚，自噬將成為唯一降解途徑。同時若自噬-溶酶體系統(tǒng)長期抑制也會導(dǎo)致泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能的受損［17］?？梢?，自噬對蛋白質(zhì)代謝發(fā)揮著重要的作用。若自噬損傷，隨著有毒或致癌的損傷蛋白質(zhì)和受損多余的細(xì)胞器的累積，正常細(xì)胞的生長機(jī)制出現(xiàn)紊亂，導(dǎo)致許多蛋白質(zhì)代謝相關(guān)疾病的發(fā)生，如腫瘤，神經(jīng)性退行性疾病。

自噬貫穿腫瘤的發(fā)生發(fā)展，并且在不同階段發(fā)揮著不同的作用。在正常細(xì)胞及在腫瘤形成的早期，自噬起著抑制腫瘤的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在Atg5或Atg7敲除的小鼠會出現(xiàn)良性肝腺瘤，同時缺失p62可減少Atg7-/-肝腫瘤的大?。?8］。在胃腸道、肺癌和乳腺癌等腫瘤中都檢測到了異常聚集的受體蛋白P62。因此在自噬缺陷型小鼠的組織和腫瘤中以及人類癌癥中，若無法通過自噬清除大量積聚的信號蛋白P62將導(dǎo)致腫瘤的生長［19］。P62不但在自噬選擇性調(diào)控細(xì)胞蛋白質(zhì)量控制中起關(guān)鍵作用，而且它還參與細(xì)胞內(nèi)多條重要信號通路的調(diào)控如Nrf2、mTORC1和NF-κB，若缺陷的自噬導(dǎo)致P62失調(diào)，此時Nrf2、mTORC1和NF-κB信號通路被激活，活性氧清除增強(qiáng)，使癌細(xì)胞得以生存［20］。故上述研究結(jié)果表明，通過激活自噬降低信號蛋白P62的積聚和降解蛋白聚集體，能夠達(dá)到預(yù)防腫瘤發(fā)生及抗癌的效果。在腫瘤形成后，自噬卻是起著促進(jìn)癌細(xì)胞生存和增殖的作用，故這個階段抑制自噬成為治療腫瘤重要治療手段，而信號蛋白P62的積聚會導(dǎo)致自噬抑制。因此，可以通過自噬調(diào)控蛋白質(zhì)代謝從而起到防治腫瘤的效果。

1.3 自噬與葡萄糖代謝及相關(guān)疾病的關(guān)系人體在饑餓的條件下，通過糖異生、糖原分解這兩個途徑協(xié)同調(diào)節(jié)葡萄糖水平。糖原分解代謝有兩種主要途徑，一是細(xì)胞質(zhì)糖原由糖原磷酸化酶啟動的磷酸化途徑降解，二是在自噬泡中的糖原由溶酶體中的酸性α-葡萄糖苷酶水解［21］?？梢娮允烧{(diào)控在葡萄糖代謝中扮演著重要角色。在葡萄糖缺乏時，激素調(diào)節(jié)糖原降解釋放葡萄糖［22］。胰高血糖素是調(diào)控糖原分解的重要激素之一，同時有報道指出它是最早被發(fā)現(xiàn)可激活自噬［23］。胰高血糖素通過增加包裹糖原的自噬體的大小、數(shù)量和體積及溶酶體酸性糖苷酶的活性來增加糖原的降解［24］。AMPK是哺乳動物細(xì)胞內(nèi)ATP的感受器，是自噬的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)葡萄糖限制時，AMP/ATP水平升高，激活A(yù)MPK，mTOR通路被抑制，從而促進(jìn)自噬。

研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病是以高血糖為特征的葡萄糖代謝紊亂疾病。胰島素是由胰島β細(xì)胞分泌產(chǎn)生的機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素。若胰島β細(xì)胞功能和數(shù)量均正常，則能夠分泌產(chǎn)生足夠的胰島素以克服外周胰島素抵抗，故胰島β細(xì)胞對調(diào)控人體血糖水平具有重要意義。2型糖尿病的發(fā)生是胰島素抵抗（IR）和胰島β細(xì)胞分泌功能障礙共同造成的。研究發(fā)現(xiàn) Atg7 基因敲除的ob/ob小鼠血清胰島素水平明顯下降，胰島β細(xì)胞出現(xiàn)凋亡并且其功能出現(xiàn)退化，形態(tài)學(xué)分析顯示 β 細(xì)胞線粒體腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張以及空泡改變，證明自噬能夠維持胰島β細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能［25］。而線粒體受損是參與IR和胰島β細(xì)胞損傷的重要環(huán)節(jié)，研究顯示以線粒體為介導(dǎo)的自噬可維持胰島β細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能?？梢?，自噬在糖尿病發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。因此，正確利用自噬可為糖尿病的早期預(yù)防、診療帶來新的契機(jī)。

2 中醫(yī)藥調(diào)控自噬在治療代謝性相關(guān)疾病方面的應(yīng)用

2.1 肥胖

2.1.1 中藥單體中藥單體可通過抑制自噬，促進(jìn)WAC棕色化，也可誘導(dǎo)線粒體自噬，減輕肥胖炎癥反應(yīng)。小檗堿通過SIRT1激活誘導(dǎo)了FGF21的產(chǎn)生和分泌，促進(jìn)白色脂肪的褐變而增加了能量消耗和體重減輕［26］。人參皂苷Rb2、芹菜素能夠抑制自噬，促進(jìn)白色脂肪棕色化，減緩肥胖，而芹菜素抑制自噬可能與經(jīng)典通路PI3K-Akt-mTOR有關(guān)［27-28］。雷公藤紅素可通過Nur77-TRAF2-P62/SQSTM1線粒體自噬通路，激活自噬，清除損失線粒體，抑制炎癥，達(dá)到治療肥胖癥功效［29］。

2.1.2 中藥復(fù)方加味大柴胡湯能夠通過 PINK1/Parkin 信號通路，促進(jìn)肝郁脾虛型胰島素抵抗肥胖模型自噬小體的形成并增加自噬活性，減輕肥胖時氧化應(yīng)激對線粒體的損傷，從而改善肝郁脾虛小鼠的肥胖和胰島素抵抗［30］。故本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)，溫膽湯能夠通過調(diào)控脂肪細(xì)胞自噬活性，改善肥胖痰濕證炎癥狀態(tài)，起到減肥降脂的作用［31］。

2.2 非酒精性脂肪肝

2.2.1 中藥單體中藥單體可通過自噬進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)脂滴選擇性降解，還可通過激活自噬，減輕氧化應(yīng)激程度，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。丹參酮ⅡA通過調(diào)控 PI3K/Akt/mTOR信號通路激活自噬從而降低肝臟脂質(zhì)沉積［32］。小檗堿可使自噬基因Atg5脫乙酰化，通過SIRT1激活來增強(qiáng)自噬，或是通過 ERK 介導(dǎo)的 mTOR 信號途徑誘導(dǎo)肝細(xì)胞自噬，緩解肝臟中脂質(zhì)的積累［26，33］?；⒄溶胀ㄟ^上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子TFEB來激活自噬，減少肝臟脂質(zhì)蓄積，并且還可改善脂質(zhì)過氧化和炎癥［34］。芒果苷、木香內(nèi)酯和澤瀉醇 A-24- 醋酸酯都可通過AMPK/mTOR 信號途徑激活自噬，降低肝臟脂質(zhì)的積累，澤瀉醇 A-24- 醋酸酯還可通過 AMPK/mTOR 途徑激活自噬，抑制氧化應(yīng)激損傷，改善肝臟炎癥［35-37］。

2.2.2 中藥復(fù)方加味茵芍散含藥血清能夠明顯激活I(lǐng)II型PI3K/Beclin1信號通路，提高細(xì)胞內(nèi)自噬水平，起到防治NAFLD的作用［38］。降脂顆粒和糖腎方可分別通過誘導(dǎo)mTOR、AMPK/SIRT途徑介導(dǎo)自噬，明顯改善肝細(xì)胞的肝功能障礙、脂質(zhì)蓄積和肝脂肪變性［39-40］。脂肪方可通過PINK1/Parkin 途徑介導(dǎo)線粒體自噬，減少肝細(xì)胞內(nèi)線粒體損傷，保護(hù)線粒體形態(tài)與功能，以保證肝細(xì)胞的存活［41］。澤瀉湯可通過降低氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物水平，抑制肝組織自噬，減輕肝損傷［42］。

2.3 動脈粥樣硬化

2.3.1 中藥單體在進(jìn)展期AS，適度的自噬能夠起到穩(wěn)定斑塊的作用，而過度的自噬則會引起細(xì)胞的死亡。中藥單體可以通過抑制或激活自噬來治療AS。丹參酮ⅡA可通過調(diào)控PI3K/Akt/mTOR信號通路激活ox-LDL誘導(dǎo)的氧化損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞適度自噬，對抗氧化應(yīng)激［43］，另有研究發(fā)現(xiàn)，隨著丹參酮ⅡA濃度的增加，ox-LDL誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬水平明顯降低［44-45］，減少血管內(nèi)皮細(xì)胞的死亡。引起兩種不同結(jié)果的原因可能是因丹參酮ⅡA具有雙向調(diào)節(jié)作用。光果甘草定部分抑制ox-LDL誘導(dǎo)的自噬，增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞的活性，而其同樣呈濃度依賴性［46］。小檗堿、姜黃素可分別通過調(diào)控AMPK/mTOR、PI3K/Akt/mTOR信號誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞自噬，減少泡沫細(xì)胞形成，降低脂質(zhì)堆積并發(fā)揮抗炎作用［47-48］。

2.3.2 中藥復(fù)方調(diào)脂顆粒既能在生理狀態(tài)下上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞自噬，又可在病理狀態(tài)下抑制內(nèi)皮細(xì)胞自噬，從而發(fā)揮抗AS作用［49］。黃連解毒湯、補(bǔ)腎抗衰片、調(diào)脂通脈顆粒、散結(jié)通脈方通過激活巨噬細(xì)胞自噬活性，抑制巨噬細(xì)胞泡沫化，減輕斑塊脂質(zhì)蓄積。黃連解毒湯、補(bǔ)腎抗衰片皆可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路來激活自噬，調(diào)脂通脈顆粒調(diào)控自噬可能與抑制Rho/Rock信號通路有關(guān)［50-53］。補(bǔ)陽還五湯既能夠抑制PI3K/Akt/mTOR自噬通路，激活巨噬細(xì)胞適度自噬，穩(wěn)定AS易損斑塊，又能夠抑制巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)，選擇性阻斷PI3K/Akt/mTOR信號通路，抑制自噬的過度發(fā)生，增強(qiáng)斑塊穩(wěn)定性［54-55］。

2.4 腫瘤

2.4.1 中藥單體自噬可以通過清除細(xì)胞生長不利因素，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞自噬性細(xì)胞死亡，但同時在腫瘤發(fā)展過程中腫瘤細(xì)胞的保護(hù)性自噬，使腫瘤能夠在惡劣環(huán)境生存，并使腫瘤細(xì)胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥作用。中藥單體可從這兩個方面發(fā)揮抗腫瘤作用。如人參皂苷Rh2、白頭翁能夠通過激活自噬，抑制P62/SQSTM1的過度積累，從而起到抗腫瘤作用［56-57］，半枝蓮總黃酮能夠促進(jìn)自噬，抑制NLRP3炎癥小體的活化，從而起到抑制黑色素瘤作用［58］，蓮房原花青、大黃素通過ROS介導(dǎo)的線粒體途徑自噬導(dǎo)致細(xì)胞DNA損傷，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［59-60］。而穿心蓮內(nèi)酯、苦豆堿則是通過下調(diào)P62/SQSTM1的表達(dá)，抑制腫瘤細(xì)胞保護(hù)性自噬［61-62］，藁本內(nèi)酯在他莫昔芬短時間沖擊法誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞的耐藥性后，能夠抑制自噬，干擾DNA損傷修復(fù)，最終增強(qiáng)他莫昔芬的細(xì)胞毒性［63］。

2.4.2 中藥復(fù)方葉下珠復(fù)方Ⅱ號、貞術(shù)消積湯分別通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt、STAT3/Survivin通路誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞自噬，起到抑制肝癌細(xì)胞增殖的作用［64-65］。健脾養(yǎng)正消癥方、胃康顆粒都可通過促進(jìn)自噬，從而抑制胃癌細(xì)胞生長，而胃康顆粒激活自噬與PI3K/Akt/mTOR信號通路有關(guān)［66-67］。清熱解毒方連花湯正丁醇和水提取物則通過激活 Akt/mTOR相關(guān)通路，抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞自噬和增強(qiáng)細(xì)胞凋亡能力，起到抑癌作用［68］。

2.5 2型糖尿病

2.5.1 中藥單方中藥單體調(diào)控自噬在2型糖尿病治療中也發(fā)揮雙重作用，因此中藥單體調(diào)控自噬在胰島β細(xì)胞的自噬程度至關(guān)重要。山柰酚、飛薊賓能夠可分別通過調(diào)控AMPK/mTOR、mTOR信號通路誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞自噬，保護(hù)胰島β細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)［69-70］。而人參提取物則通過抑制自噬，減輕他克莫司誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，改善胰島β細(xì)胞功能［71］。

2.5.2 中藥復(fù)方消渴平可通過調(diào)節(jié)mTOR信號通路誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞自噬，起到治療T2DM的效果［72］。津力達(dá)顆粒及通心絡(luò)膠囊聯(lián)合應(yīng)用可促進(jìn)胰島β細(xì)胞發(fā)生自噬，減輕胰島β細(xì)胞損傷［73］，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)津力達(dá)顆粒誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞自噬可能與激活A(yù)MPK自噬信號途徑有關(guān)［74］。

3 結(jié)語與展望

綜上，自噬在代謝及相關(guān)疾病中發(fā)揮重要作用。就目前研究來看，一是中醫(yī)藥調(diào)控自噬改善代謝性相關(guān)疾病主要與mTOR、AMPK、AMPK/mTOR、PI3K/Akt/mTOR、NF-κB、SIRT1等信號通路有關(guān)，其中涉及最多的是PI3K/Akt/mTOR信號途徑，二是即便是同一方藥但在不同疾病和細(xì)胞模型中調(diào)控自噬的信號通路不同，三是中藥調(diào)控自噬可針對細(xì)胞生長的不同階段發(fā)揮不同的作用。雖然中醫(yī)藥調(diào)控自噬防治代謝性相關(guān)疾病雖然取得了一定的成績，但其干預(yù)的分子機(jī)制仍不夠完善不夠系統(tǒng)。是否可借助基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等技術(shù)探尋中醫(yī)藥調(diào)控自噬防治代謝性相關(guān)疾病的作用靶點(diǎn)或靶群，這將為中醫(yī)藥防治常見代謝性疾病提供新思路。