自噬在急性肝损伤中作用机制的研究进展

摘要：急性肝损伤是肝脏受到危害因素刺激而出现大量肝细胞死亡的疾病，而其致病机理目前还不清楚。自噬是细胞适应外界恶劣环境主动进行自我降解的过程。大量研究报道了自噬在急性肝损伤的发生中具有重要意义，并认为调控自噬可能是治疗急性肝损伤的新靶点。

关键词：急性肝损伤；自噬；机制

急性肝损伤（acute liver injury，ALI）是指原来没有肝病或肝病处于稳定状态者，直接或间接暴露于各种肝损伤危险因素（药物、酒精、病毒或缺血等因素）后[1-4]，在两周内造成肝功能急剧恶化，出现乏力、恶心呕吐、黄疸等症状，合并肝脏酶学、胆红素、凝血功能等相关实验室指标异常的一类疾病[5]。轻症者通常能保证肝脏主要功能正常运行，严重者可能出现肝衰竭、凝血功能障碍等严重后果[6， 7]由于ALI诱因众多，机制复杂并且没有良好的解毒药，故而研究ALI的发生发展机制对于疾病治疗具有重要意义。近几年，调控自噬治疗ALI受到越来越多学者的关注，本文将对该内容进行综述。

一、自噬

自噬（autophagy）自噬是真核细胞高度保守的代谢分解过程，通过清除受损的细胞器、错误折叠/未折叠的蛋白、脂滴以及外源性抗原来维持细胞稳态。根据不同的包裹方式，自噬被分为巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬三种。下文将巨自噬简称为自噬。自噬发生过程主要有：自噬诱导-自噬体成核-自噬体延伸和成熟-自噬溶酶体的裂解。整个过程涉及多种复合物的参与：ULK复合体、Beclin-1复合体、Atg5-Atg12-Atg16L多聚复合体以及LC3-Ⅱ泛素样蛋白共轭系统。自噬小体成熟后与溶酶体结合形成自噬溶酶体，但融合机制并不清楚，而目前人们较认可的是Ras相关的GTP结合蛋白Rab7对于自噬体和溶酶体的结合具有重要意义。

二、自噬在ALI中的作用机制

通过对选择性敲除ATG7基因的小鼠施加刀豆蛋白（ConA）或对乙酰氨基酚（APAP），人们发现该类小鼠表现出更严重的肝脏损伤、ROS的累积、线粒体膜去极化及炎症因子的增加[8， 9]。这提示自噬在ALI中起到保护肝脏的作用。有趣的是肝脏特异性缺失ATG５基因的小鼠对于APAP的过量使用反而具有更好的抵抗性[10]。由此可见自噬在ALI中发挥重要的作用。

1.AMPK/mTOR通路

腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）是一种保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在细胞中充当能量感受器，主要受AMP/ATP比值水平的影响。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）作为一种非典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可以调控细胞增殖，免疫反应，自噬以及新陈代谢以维持细胞稳态[11]。AMPK和mTOR作为重要的自噬调控因子，AMPK不仅抑制mTOR复合体1促进自噬激活，也可以直接磷酸化ULK1上的Ser317和Ser777起到促进自噬的作用[12]。而mTOR激活通过磷酸化ULK1抑制自噬启动。总而言之，AMPK和mTOR对自噬分别起到正向和负向的调控作用。有研究表明，在CCl4诱导的ALI中，自噬抑制剂氯喹进一步加剧了肝细胞损伤，并且与对照组相比AMPK/mTOR/ULK1的表达也发生了变化，推测可能是通过该通路调控自噬影响ALI[13]。此外，Lin等[14]通过体外研究也证实了黄藤素启动AMPK/mTOR信号通路进一步促进自噬来缓解酒精诱导的ALI。上述研究证实，启动AMPK/mTOR通路促进肝细胞自噬起到保护肝脏的作用。

2.PI3K/AKT/mTOR通路

PI3K/AKT/mTOR也是一条调节自噬的重要通路，PI3K主要响应各种细胞外信号，AKT是其下游信号分子，受到PI3K激活后即可磷酸化mTOR，从而起到抑制自噬的作用。Xu等[15]采用静脉注射ConA的方式建立ALI小鼠模型，与模型组相比藻酸双酯钠预处理明显改善了小鼠血清转氨酶、IL-1β和TNF-α的水平，进一步的分子实验证实藻酸双酯钠激活PI3K/AKT通路调节细胞自噬和凋亡起到缓解ALI的作用。PI3K不仅接收细胞外信号，也受长链非编码RNA（lncRNA）的调控。Yang等[16]通过高通量测序，在脂多糖（LPS）诱导的小鼠中发现lncRNA220表达显著升高，并且在LPS处理的kupffer细胞中，lncRNA220通过激活PI3K/AKT/mTOR通路抑制细胞凋亡和自噬，这种干预减轻了ALI的进展。这为lncRNA220的研究提供了重要依据，并且为治疗脓毒症引起的ALI开发了新思路。结合上述研究，激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，抑制自噬和凋亡，在ALI中发挥保护作用。

3.PINK1/Parkin1通路

PTEN诱导激酶1（PTEN-induced putative kinase，PINK1）/帕金森病相关基因（Parkin）是人们公认的介导线粒体自噬的一种途径[17]。健康线粒体中存在的早老素相关菱形样蛋白（PARL）切割PINK1[18]，裂解的PINK1片段在胞质中与Parkin相互作用抑制Parkin易位到线粒体[19]。而PINK定位在受损的线粒体外膜上，并在Ser65位点磷酸化Parkin，将Parkin从胞质募集到线粒体，Parkin与线粒体外膜底物结合促进自噬体识别和募集受损的线粒体，并对其进行清除。在APAP和ConA诱导的ALI中，PINK1/Parkin通路被激活，受损的线粒体被降解，减少了ROS和NLRP3炎症小体的形成，起到抗氧化和抗炎的保护作用[20， 21]。另有研究发现异烟肼建立的ALI体外模型，出现PINK1、Parkin、LC3Ⅱ表达降低，给予红景天苷后呈现相反趋势，并且肝细胞损伤有明显好转[22]。以上报道表明无论是药理激活还是损伤导致的应激性启动线粒体自噬，对于ALI都具有积极的保护作用。PINK１/Parkin通路激活的的线粒体自噬在各种诱因导致的ALI中发挥着保护作用。

4.Nrf2

核因子红细胞2相关因子（Nrf2）是一种调控细胞氧化应激反应的重要转录因子，其通过诱导调控一系列抗氧化蛋白的表达，减少活性氧和亲电试剂对细胞造成的损伤，维持细胞氧化还原稳态[23]。有研究表明，APAP诱导的ALI中Nrf2/HO-1信号通路被抑制，自噬标志蛋白的表达也呈现下调趋势，在银黄口服液的作用下，实验组小鼠血清ALT、AST水平降低，Nrf2/HO-1以及自噬相关蛋白均有上调趋势[24]。Liu等[25]对Nrf2与自噬的关系进行了进一步的探讨，在ALI中抑制Nrf2后，萝卜硫素（SFN）诱导的自噬几乎消失，肝损伤没有明显改善，而抑制自噬，SFN仍然可以促进Nrf2及其下游因子的表达，但抗铁死亡作用减弱。由此看出，激活Nrf2/OH-1通路可以激活自噬以起到保护肝脏的作用。

5.SIRTs家族

Sirtuins（SIRTs）被称为“长寿蛋白”，是一种广泛分布于细胞中的一类乙酰化酶类，SIRTs在调节细胞增殖、氧化应激以及新陈代谢方面发挥重要作用[26]。有报道称SIRT1在APAP诱导的ALI中发挥保护肝脏的作用，具体机制为芹菜素激活SIRT1-P53轴促进自噬，减轻氧化应激和炎症反应，从而保护肝脏免受APAP的损伤[27]。Yang等[28]通过构建SIRT1低表达的模型，进一步证实成纤维细胞生长因子21（FGF21）通过增强SIRT1介导的自噬来减轻CCl4诱导的ALI。综合以上报道，SIRTs家族尤其是SIRT1的药理学激活促进自噬以起到保护肝脏免受化学制品的损害。

三、总结与展望

综上所述，自噬是一种细胞受到外界刺激时通过清除受损细胞器及蛋白来维持细胞稳态的保护性过程，并且与抗炎、抗氧化、以及凋亡等调控机制存在串扰。在ALI中，自噬受到AMPK/mTOR、PI3K/AKT/mTOR、PINK1/Parkin、Nrf2、SIRTs家族等多种信号通路及蛋白的调控。多数研究表明激活自噬在ALI中起到保肝的作用，而也有一些学者对此持反对意见。因此，希望该领域可以涌现更多的研究报道来进一步明确自噬在ALI中的作用。

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