细胞自噬在脓毒症肝损伤中的研究进展 [复制链接]

王贺，李仕来，朱继金

作者单位：广西医院急诊科

引用文本：王贺，李仕来，朱继金.细胞自噬在脓*症肝损伤中的研究进展[J].中国急救医学,,1(1)7-90.

脓*症(sepsis)大多是由感染、创伤或者内*素引起的机体免疫反应失调并伴随多器官功能障碍的全身性炎症反应综合征，其发病机制复杂，病死率较高。肝脏作为人体最大的实质腺体器官，承担着为机体提供排*、物质转换以及凝血因子生成等重要生理作用，这些重要生理功能使肝脏成为严重损伤后患者能否存活的关键器官。脓*症时大量炎症因子及内*素会损伤肝细胞，易引起肝衰竭，进而导致死亡。有研究显示，肝功能不全或肝衰竭严重损害脓*症患者的预后，是患者病死率的一项独立预测因素。细胞自噬(autophagy)是发生在所有真核细胞内有害物质的主要降解途径，在维持细胞内稳态中起着关键作用。有研究发现，肝细胞自噬在抵抗内*素引起的肝损伤中起重要作用。还有研究显示，线粒体功能障碍与败血症引起的器官功能障碍有关。因此，本文就细胞自噬在脓*症肝损伤的保护作用机制予以综述。

细胞自噬是一种受调控的细胞内降解机制，可引导细胞生成自噬体(autophagosome)，将无功能性细胞成分递送至溶酶体内降解，从而保护细胞免受应激性损伤。细胞内的细菌或者病*，也可以通过自噬途径降解。哺乳动物的细胞自噬发生机制受到近40种自噬相关基因(autophagy-relatedgenes，ATGs)所编码的蛋白质微观调控，一些重要自噬蛋白起到关键作用。

Atgl/ULK激酶复合物是自噬的核心蛋白，在自噬启动过程中具有启动作用，接收细胞营养状态信号，向自噬体形成位点募集下游的Atg蛋白，并控制自噬体形成。Atg1复合物是由Atg1、Atg13、Atg17-Atg29-Atg31和Atgl1组成，Atg13是Atgl激酶活性和发生自噬所必需的。在营养丰富的情况下，活化的Atg13被TORC1强烈磷酸化，导致Atg13与Atg1亲和力下降，细胞自噬被抑制；对细胞进行饥饿或使用雷帕霉素处理时，会使TORC1活性下降，Atg13被去磷酸化，并与Atgl产生高亲和力，诱导自噬发生。因此，Atg13去磷酸化是细胞自噬启动的关键步骤。哺乳动物中Unc-51-likekinase1and2(ULK1和ULK2)与Atgl复合物具有很强的同源性，能够启动自噬。ULK复合物由蛋白激酶ULK1和ULK2，FIP支架蛋白和调节亚基Atg13和Atg构成。FIP是酵母支架蛋白Atg17和Atg11的功能对应物，能够作为Atgl/ULK复合物的支架；Atg是一种自噬起始蛋白，可防止剩余Atg13的降解，并以Atgl3依赖的方式与ULK1相互作用。

Atgl/ULK激酶复合物被激活后，可磷酸化Beclin1，Beclin1是促进自噬的Ⅲ类磷酸肌醇3激酶(PtdIns3K)复合物的组成部分。PI3KC3磷酸化产生的磷脂酰肌醇-3-磷酸(PI3P)是膜动力学和转运调节的关键分子，也是引发自噬的关键。它是一种磷酸肌醇，在调节膜的运输和通透性功能方面起着重要作用。PI3P的代谢主要受特异性磷酸酶的控制，如肌管蛋白、脂质激酶和溶酶体脂肪酶的脂质降解。PI3KC3激酶复合物的两种亚型PI3KC3-C1和PI3KC3-C2参与细胞自噬的不同阶段，ATG14L是PI3KC3-C1的自噬特异性因子，是自噬诱导该复合物向噬体转运的关键调控因子。自噬早期，Atg蛋白Beclin1和ATG14L与Vps34和Vps15相互作用，形成PI3KC3-C1复合物，PI3KC3-C1复合物主要作用是参与自噬体的形成。在自噬的后期(可能在内吞途径中)，ATG14L会被UVRAG取代，形成PI3KC3-C2复合物，可参与到膜的运输和转运。

PI3KC3激酶复合物激活后，吞噬细胞通过膜加成来扩展和延长，需要通过两个类泛素样蛋白结合系统Atg5-Atg12连接系统和Atg8结合系统。Atg12首先被类E1样酶的Atg7激活，然后分别转移到类E2样酶Atg10和Atg3上，Atg12-ATG10中间产物具有高能量的硫酯键，再与ATG5结合。随后，Atg12被转移到类似于E2样酶的Atg10上，并进一步与

Atg16Ll结合形成Atg12-atg5-Atg16L1复合物。Atg12-Atg5-Atg16L1复合物作为一种类E3样酶，催化LC3与磷脂酰乙醇胺在自噬小体的膜上结合。这一步是自噬所必需的。ATG8蛋白在自噬膜中直接与脂质磷脂酰乙醇胺(PE)结合，并在整个途径中保持结合。因此，ATG8蛋白是研究自噬体生物发生和转运最广泛使用的标记物。人类的Atg8蛋白是由7个基因编码的，这些基因分为LC3(LC3A、LC3B、LC3B2和LC3C)，GABARAP(GABARAP、GABARAPL1)和GABARAPL2(也称为GATE-16))三个亚家族。ATG8蛋白与PE共价结合，该过程涉及Atg4半胱氨酸蛋白酶家族成员和两个泛素样结合系统，共同调控LC3/GABARAP膜上的结合运动形式。

自噬体形成后，会以动力蛋白依赖的方式沿着微管运动，到达微管组织中心，与周围溶酶体融合形成自噬溶酶体。自噬体在与溶酶体融合前，可与早期和晚期核内体融合形成一个双酶体。胞吞途径的蛋白可调节自噬体与溶酶体融合，如Beclin1、Vps34和Vps。自噬体和溶酶体融合后，溶酶体酸水解酶(包括蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、糖苷酶和磷酸酶)就会混合并降解自噬体内容物。降解后的产物被运送回细胞质进行再利用。

细胞自噬可以通过调节抗原呈递和淋巴细胞发育来调控适应性免疫，在消灭病原体、调节细胞因子信号和诱导先天免疫等方面在宿主防御中发挥积极作用。值得