張芯蕊 楊陽 齊瑞群 張麗 高興華

自噬在結(jié)締組織疾病中的作用研究進(jìn)展

張芯蕊 楊陽 齊瑞群 張麗 高興華

細(xì)胞自噬是一種通過清除體內(nèi)功能紊亂的蛋白或受損的細(xì)胞器，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要降解過程。自噬還調(diào)控多種細(xì)胞生物學(xué)行為，包括細(xì)胞凋亡、代謝、炎癥反應(yīng)、抗原提呈、病原體清除等，與眾多疾病密切相關(guān)。結(jié)締組織病是一種病因不十分清楚，常伴有免疫學(xué)功能異常的一組疾病。而細(xì)胞自噬又被認(rèn)為是調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的重要機(jī)制之一，參與了T、B淋巴細(xì)胞的激活及增殖，成為連接固有免疫及適應(yīng)性免疫的橋梁。因此，通過對細(xì)胞自噬在結(jié)締組織疾病中作用機(jī)制的研究，為臨床醫(yī)生認(rèn)識和治療相關(guān)皮膚疾病提供理論依據(jù)。

結(jié)締組織疾??；細(xì)胞；自噬；免疫；紅斑狼瘡，系統(tǒng)性；硬皮病，系統(tǒng)性；皮肌炎

細(xì)胞增殖、衰老和死亡是構(gòu)成體內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡的重要機(jī)制，目前依據(jù)形態(tài)學(xué)的不同，將細(xì)胞死亡分為凋亡、自噬和壞死［1］。細(xì)胞自噬是一種通過與溶酶體結(jié)合后降解受損細(xì)胞器及循環(huán)再利用胞質(zhì)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的高度保守過程，與體內(nèi)多種免疫學(xué)功能有關(guān)，包括抗原識別、抗原提呈、淋巴細(xì)胞發(fā)育、功能及體液免疫等［2］。結(jié)締組織病是一類病因不十分清楚，常累及多個(gè)系統(tǒng)并伴有免疫學(xué)功能異常的一組疾病，如抑制性T細(xì)胞功能低下，體液免疫功能亢進(jìn)、自身循環(huán)抗體的存在等。而細(xì)胞自噬又被認(rèn)為是參與免疫功能調(diào)節(jié)的重要機(jī)制。因此，細(xì)胞自噬在結(jié)締組織病中的作用應(yīng)引起皮膚科以及其他相關(guān)學(xué)科的足夠重視。

作者單位：110001 沈陽，中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科

1 概述

細(xì)胞自噬又稱Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡，是細(xì)胞利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器和大分子物質(zhì)的過程［3］。依據(jù)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)送到溶酶體途徑的不同分為大細(xì)胞自噬、小細(xì)胞自噬和分子伴侶介導(dǎo)的細(xì)胞自噬［4］。目前以大細(xì)胞自噬的研究最為深入。研究表明，正常情況下，細(xì)胞自噬通過調(diào)節(jié)內(nèi)外壓力，如饑餓、氧化應(yīng)激、慢性刺激以及受損細(xì)胞器及蛋白在胞內(nèi)的聚集等，維持著細(xì)胞內(nèi)成分的代謝和能量平衡。同時(shí)，細(xì)胞自噬也參與了體內(nèi)多種免疫學(xué)過程，包括病原體識別、抗原提呈、炎癥調(diào)節(jié)、淋巴細(xì)胞發(fā)育及效應(yīng)功能等［2］。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞自噬缺陷的T細(xì)胞中活性氧物質(zhì)增多，T細(xì)胞死亡增加［5］。此外，細(xì)胞自噬尚參與T細(xì)胞的分化及譜系提交等，在適應(yīng)性免疫反應(yīng)，免疫耐受及免疫系統(tǒng)的發(fā)展及穩(wěn)態(tài)中均發(fā)揮不可替代的作用。

2 細(xì)胞自噬在結(jié)締組織疾病中的作用

病原體及壞死細(xì)胞清除的不充分能夠引起大量炎癥細(xì)胞浸潤，造成組織損傷，而細(xì)胞自噬是一種以非炎癥方式去除病原體及壞死細(xì)胞的過程。自噬的缺陷必然導(dǎo)致炎癥浸潤，誘發(fā)或加重自身免疫性疾病，其中激活細(xì)胞自噬最為敏感的信號是胞質(zhì)中的核酸，其也是誘導(dǎo)免疫反應(yīng)及免疫應(yīng)答的重要信號。自噬缺陷所引起的自身免疫調(diào)節(jié)失常包括：細(xì)胞因子釋放調(diào)控的異常引起過度炎癥反應(yīng)；免疫細(xì)胞所需能量供應(yīng)不足導(dǎo)致的免疫效應(yīng)和識別的異常；缺乏能量的免疫細(xì)胞死亡所帶來的自身反應(yīng)性細(xì)胞代償性的增殖及活化［2］。這些均是誘發(fā)及加重結(jié)締組織病的重要病因。

2.1 在SLE中的作用：SLE是一種慢性自身免疫性疾病，可累及多個(gè)重要臟器，如腎臟、心臟、免疫系統(tǒng)、腦等，皮膚通常受累。盡管對其發(fā)病機(jī)制尚不清楚，但前期研究提示與遺傳因素、免疫功能異常及感染關(guān)系密切。通常在SLE患者中能夠檢測到自身抗體的存在和免疫復(fù)合物的形成，以及持續(xù)的炎癥反應(yīng)。越來越多的證據(jù)顯示，SLE患者體內(nèi)細(xì)胞自噬水平增加，通過影響固有免疫和適應(yīng)性免疫兩方面［6］，參與SLE發(fā)病的多個(gè)環(huán)節(jié)。

SLE患者中T淋巴細(xì)胞存在多種功能異常，包括T細(xì)胞活化的異常及存活時(shí)間的延長。研究顯示，具有狼瘡傾向的小鼠模型和SLE患者體內(nèi)的T淋巴細(xì)胞自噬水平均明顯增加［7］。當(dāng)CD8+T細(xì)胞與MHCⅠ類分子相互結(jié)合時(shí)，細(xì)胞自噬能夠促進(jìn)抗原加工過程。與此同時(shí)，細(xì)胞自噬也可干擾MHCⅡ類分子的提呈通路，將自身抗原提呈給未成熟的T淋巴細(xì)胞，造成免疫功能紊亂［8］。Chao 等［9］研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者體內(nèi)Th1細(xì)胞中自噬相關(guān)基因水平發(fā)生明顯改變，Beclin1、mTOR的磷酸化水平及LC3-Ⅱ表達(dá)降低，且磷酸化的mTOR水平與SLE活動度成反比，很可能成為臨床中評估SLE活性的重要指標(biāo)。而對于記憶性T細(xì)胞中自噬功能的研究將有助于進(jìn)一步明確SLE的發(fā)病機(jī)制。

B細(xì)胞不僅能夠產(chǎn)生自身抗體，也擔(dān)負(fù)著提呈抗原和調(diào)節(jié)其他免疫細(xì)胞的功能。細(xì)胞自噬可以通過激活共刺激信號通路誘導(dǎo)自身反應(yīng)性B細(xì)胞的活化［10］。研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者中無法及時(shí)清除的凋亡細(xì)胞大量聚集于淋巴結(jié)的生發(fā)中心，與濾泡樹突細(xì)胞表面結(jié)合，濾泡樹突細(xì)胞隨之將自身抗原提呈給反應(yīng)性B細(xì)胞，隨后B細(xì)胞分化成為漿細(xì)胞，產(chǎn)生自身抗體和記憶性B細(xì)胞［11］。B淋巴細(xì)胞過度活化又進(jìn)一步促進(jìn)炎癥因子生成，免疫細(xì)胞聚集及氧化應(yīng)激水平加劇，最終對組織器官造成損傷。同時(shí)，B淋巴細(xì)胞也是判斷SLE患者體內(nèi)抗核抗體產(chǎn)生的重要標(biāo)志。

凋亡細(xì)胞識別和吞噬功能的缺陷是SLE發(fā)生、發(fā)展的重要原因。未治療的SLE患者體內(nèi)中性粒細(xì)胞吞噬功能降低，作為抵抗外界病原微生物第一道防線的中性粒細(xì)胞胞外殺菌網(wǎng)絡(luò)，在SLE患者中，不僅能夠誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞死亡，尚可以促進(jìn)B細(xì)胞活化，釋放大量自身抗體［12］。大量研究顯示，細(xì)胞自噬能夠促進(jìn)中性粒細(xì)胞胞外殺菌網(wǎng)絡(luò)的生成［13］，對SLE的發(fā)病機(jī)制得到了進(jìn)一步補(bǔ)充。

臨床上，治療急性進(jìn)展期SLE多用免疫抑制藥物，在長期治療過程中，應(yīng)充分考慮藥物的不良反應(yīng)。目前，大量針對細(xì)胞自噬的靶向治療藥物已經(jīng)面世，如羥氯喹，雷帕霉素和P140肽等。羥氯喹的應(yīng)用可以通過影響溶酶體的酸化及吞噬功能，阻斷自噬體形成，促進(jìn)細(xì)胞自噬降解［14］；雷帕霉素則通過抑制mTOR信號通路，達(dá)到抑制細(xì)胞自噬的作用；P140肽具有保護(hù)性作用，不僅可以通過降低抗原提呈細(xì)胞的自噬水平和MHCⅡ類分子的穩(wěn)定性，而且可以進(jìn)一步阻礙自身反應(yīng)性T細(xì)胞的活化［15-16］。然而，作為一線治療藥物的糖皮質(zhì)激素，能夠抑制mTOR磷酸化，誘導(dǎo)自噬水平的增加。因此，調(diào)控細(xì)胞自噬的藥物對疾病發(fā)展起到正向或負(fù)向作用尚需進(jìn)一步深入研究。同時(shí)，曬太陽或紫外線照射所誘發(fā)的細(xì)胞自噬增加也與SLE患者病情加重有關(guān)，此時(shí)紫外線照射抑制相關(guān)基因很有可能成為治療SLE另一潛在靶點(diǎn)［17］。

2.2 在系統(tǒng)性硬皮病中的作用：系統(tǒng)性硬皮病是一種以血管病變和組織纖維化為主要特征的自身免疫性疾病，常累及皮膚，這也是臨床診斷的主要依據(jù)，除此之外，胃腸道是最常受累的內(nèi)臟器官。大量研究表明，肥大細(xì)胞可通過釋放炎癥介質(zhì)造成組織纖維化及血管病變，因此，多將肥大細(xì)胞的數(shù)量作為判斷疾病嚴(yán)重程度的指標(biāo)。而細(xì)胞自噬能夠引起肥大細(xì)胞脫顆粒并在非造血細(xì)胞中促進(jìn)纖維化的進(jìn)展。Frech等［18］發(fā)現(xiàn)，幾乎所有系統(tǒng)性硬皮病患者均有細(xì)胞自噬水平的增加，且隨著病程時(shí)間延長，自噬水平下降。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，有細(xì)胞自噬存在的患者常伴有不同程度的胃腸道癥狀及皮膚組織中血管周圍肥大細(xì)胞的浸潤。

2.3 在皮肌炎中的作用：皮肌炎是一種主要累及皮膚和肌肉的炎癥性結(jié)締組織疾病，常伴發(fā)各種內(nèi)臟損害。臨床上分為多發(fā)性肌炎、特發(fā)性皮肌炎、合并惡性腫瘤的皮肌炎、與其他結(jié)締組織病重疊的皮肌炎、兒童皮肌炎和無肌病性皮肌炎。目前關(guān)于肌肉損害的免疫學(xué)機(jī)制有兩個(gè)：一是細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞對肌纖維的直接損害，二是體液免疫中抗體和補(bǔ)體對血管的損害［19］。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞自噬在幾乎所有類型皮肌炎發(fā)病過程中均有不同程度的增加，并通過固有免疫和適應(yīng)性免疫參與疾病的發(fā)生、發(fā)展，但是自噬的激活、調(diào)控以及與免疫系統(tǒng)的相互作用關(guān)系，則是依據(jù)皮肌炎類型的不同而發(fā)揮不同功能［20］。

3 結(jié)語

細(xì)胞自噬是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要因素，無論是選擇性還是非選擇性，基礎(chǔ)性還是誘導(dǎo)性的細(xì)胞自噬，均與人類的健康和疾病密切相關(guān)。細(xì)胞自噬調(diào)節(jié)功能的失常可引起機(jī)體免疫功能紊亂，誘發(fā)自身免疫性疾病，掌握細(xì)胞自噬對免疫細(xì)胞的調(diào)控功能非常重要。盡管細(xì)胞自噬在人類結(jié)締組織疾病中的作用較為明確，但是其發(fā)揮功能的確切機(jī)制及與皮膚中相關(guān)細(xì)胞之間的關(guān)系等問題仍是今后研究的重點(diǎn)，這將為臨床診斷、治療及預(yù)后判斷提出新的方向。

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Roles of autophagy in connective tissue diseases

Zhang Xinrui,Yang Yang,Qi Ruiqun,Zhang Li,Gao Xinghua.Department of Dermatology,No.1 Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,China

Autophagy is an important degradative process that maintains cellular homeostasis by clearance of dysfunctional proteins or damaged organelles in cells.Autophagy also regulates a variety of cellular biological behaviors,including cell apoptosis,metabolism,inflammation,antigen presentation,pathogen clearance,etc.,and has a close relationship with numerous diseases.Connective tissue diseases are a group of diseases of unclear etiology commonly characterized by abnormal immune functions.Autophagy participates in the activation and proliferation of T and B lymphocytes,acts as a bridge linking innate immunity to adaptive immunity,and is regarded as one of important mechanisms underlying regulation of immune functions in the body.Therefore,studies on mechanisms of autophagy in connective tissue diseases may provide a theoretical basis for recognition and treatment of related skin diseases.

Connective tissue diseases;Cells;Autophagy;Immunity;Lupus erythematosus,systemic;Scleroderma,systemic;Dermatomyositis

Gao Xinghua,Email:gaobarry@hotmail.com

2015-05-14）

遼寧省高等學(xué)校優(yōu)秀人才支持計(jì)劃（LJQ2012071）

Fund program：Program for Excellent Talents in Higher Education Institutions of Liaoning Province（LJQ2012071）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.03.019

高興華，Email:gaobarry@hotmail.com