细胞自噬、肝星状细胞活化与肝纤维化的关系

左雁，陈文玲，胡严匀，石安华，王宪东，陈文慧

（云南中医学院，云南昆明650031）

细胞自噬、肝星状细胞活化与肝纤维化的关系

Autophagy，hepatic stellate cell activation and liver fibrosis

左雁，陈文玲，胡严匀，石安华，王宪东，陈文慧

（云南中医学院，云南昆明650031）

●“太阳每天都是新的”。河流的不断流动使谁都无法“两次踏进同一条河流”。习惯于竖着切苹果的人永远也不会发现苹果内的五角星图案。固有的学科知识有时会成为你难以脱掉的有色眼镜，请想一想它的局限，再看一看其他学科的发展，创意和灵感就产生了。

肝纤维化；HSC活化；细胞自噬

肝纤维化是各种致病因子引起肝脏慢性炎症刺激的损伤后修复反应，其特点是肝内结缔组织异常增生引起细胞外基质在肝内过度沉积。肝纤维化的发生通常是由慢性肝病引起，近年来随着医学分子生物学对肝纤维化发生发展的研究，认为肝纤维化是可逆的［1］。

肝纤维化的发病机制有细胞外基质合成、降解失衡，导致细胞外基质在肝脏中过度堆积；肝星状细胞活化，分化为成纤维母细胞，产生细胞外基质（ECM），导致纤维化的发生；免疫细胞分泌的多种细胞因子在肝纤维化的发展过程中起促进作用，但并非所有的免疫细胞都发挥作用。近年来研究显示，细胞自噬也是肝纤维化发生的一个重要的因素［2］。

1 肝星状细胞与肝纤维化

目前大部分研究表明肝星状细胞（HSC）活化是肝纤维化发生的重要原因，活化的HSC分化为成纤维母细胞，产生大量的细胞外基质，导致细胞外基质过度沉积，从而发生肝纤维化［3］。肝星状细胞的活化主要有2个阶段，初始阶段和扩展阶段［4］，HSC内维生素A丢失是HSC活化的一个很显著的特征，但是目前没有证据表明丢失维生素A脂滴是启动HSC活化的必要过程［5］。起始阶段，当肝实质受损伤时，细胞释放的细胞因子作用于HSC，通过相应的细胞内信号通路活化一系列的核转录因子，从而激活肝星状细胞［6］；间质损伤时会破坏血窦内皮下的功能性基底膜，同时产生大量的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型胶原沉积在Disse间隙形成基底膜，从而致其毛细血管化，促进HSC激活［7］。扩展阶段HSC获得一系列新的表型：增值型、收缩型、趋化型，纤维增生及降解失衡。HSC能表达大量ECM降解需要的成分，HSC活化后使得ECM降解平衡失常，对ECM的降解相对或绝对不足，最终导致肝纤维化［8］。

2 细胞自噬与肝纤维化

细胞自噬是1962年Ashuford、Porten在人肝细胞中观察到的初级溶酶体处理内源性底物的过程，细胞自噬是指真核细胞内溶酶体参与长寿蛋白和受损细胞器以及入侵微生物的降解来维持细胞内的稳定状态［9］，是细胞内稳定的一条必不可少的代谢途径。当溶酶体途径激活以后，细胞开始消耗自身成分，这一途径可使细胞在营养不足时产生营养，提供能够维持自身功能的能量，同时也可消灭过剩或损伤的细胞器、侵袭性微生物以及错误折叠的蛋白质，是一种自我保护机制［10］。

细胞自噬的基本过程包括自噬小体的形成，然后自噬小体与溶酶体结合形成自噬溶酶体，自噬溶酶体可以降解其包裹的内容物，部分物质被重新利用，提供能量，实现细胞的自我保护［11］。自噬小体形成分为3个阶段：启动，自噬小泡成核，隔离膜延伸及封闭。启动阶段主要是Unc-51样激酶（UIL-1）复合体与雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）结合，当营养不良时，两者分离，ULK-1去磷酸化，随后启动了自噬小体的形成，磷酸酰肌醇3激酶复合物（PI3KC3）介导了自噬小泡成核阶段［12］。延伸阶段主要是微管相关蛋白1轻链3（LC3）及Atg16-Atg5-Atg12复合体的相关作用。Atg16-Atg5-Atg12复合体与外膜结合，促进LC3向自噬泡募集。LC3与磷脂酰乙醇胺结合形成膜结合形式LC3-Ⅱ，实现自噬小泡的延伸与闭合［13］。LC3-Ⅱ存在于自噬小体内膜上，是自噬小体的标志物。

很多研究显示，自噬功能紊乱会导致肝纤维化的发生。在四氯化碳（CCl4）诱导小鼠肝纤维化模型中，检测到肝组织中的LC3-Ⅱ表达明显增加，说明自噬水平在肝纤维化中明显增加［14］。在TAA诱导肝纤维化过程中分离活化的HSC后明显观察到细胞自噬流量水平增加，同时自噬小体也增加［15-16］。Zhu J等［17］发现细胞自噬抑制剂雷帕霉素治疗CCl4诱导的大鼠肝纤维化，能够降低胶原沉积，达到降低肝纤维化的作用。雷帕霉素通过抑制HSC和胆管上皮细胞的增殖，使促纤维化细胞因子的分泌减少，减轻胆汁性肝纤维化程度及胆管增生，降低门静脉压力，达到抗肝纤维化的作用［18］。从HBV患者肝脏中分离出的HSC自噬水平较高，敲除自噬必须基因Atg7时，能够抑制自噬从而降低肝纤维化的发生。

3 细胞自噬、HSC活化与肝纤维化

细胞自噬能够增加肝纤维化的程度，主要途径是HSC的活化。发生细胞自噬时产生细胞因子，这些因子可以促进HSC活化。实验研究表明在HSC活化过程中，检测到LC3-Ⅱ表达增加，自噬流量增加，在体外给予细胞自噬抑制剂刺激，发现细胞活化标志物降低，当阻断抑制剂时，活化显著恢复［19］。

Bcl-2可与Bcl-1的BH3结合，促进HSC凋亡，抑制细胞自噬，从而降低肝纤维化发生，下调Bcl-2可以促进HSC活化与细胞自噬［20］。mTOR信号通路对细胞自噬的形成与成熟有关键的调节作用，同时HSC活化与凋亡也可以通过mTOR通路来进行调节，从而调节肝纤维化的发生发展［21］。

Thoen Lien F R等［15］研究发现细胞自噬有助于脂滴代谢，HSC活化增加时，脂滴减少，但是没有明确的证据证明HSC脂滴减少能促进HSC活化。细胞自噬能促进HSC向肌成纤维细胞转化并分泌细胞外基质，促进HSC活化，发生肝纤维化。

4 问题与展望

HSC活化是肝纤维化发生的重要而关键的环节。细胞自噬是肝脏的自我保护机制，通过提高肝细胞的自噬维持细胞稳态，保护肝细胞；同时促进HSC活化，增加肝纤维化的发生。

细胞自噬对不同病因引起的肝纤维化有不同的作用，细胞自噬对于脂肪性肝纤维化早期，能促进脂滴的代谢，有抑制肝纤维化的作用；对于HBV、HCV引起的肝纤维化，HBV、HCV能够利用自噬增强复制，促进肝纤维化的发生。因此针对不同病因引起的肝纤维化，细胞自噬提供了不同的作用靶点，有助于研发具有不同靶向作用的细胞类型自噬功能的药物，为肝纤维化的治疗提供有效的路径与方向。

将带有靶向作用的药物运用于临床，实现肝纤维化的有效治疗将是治疗肝纤维化的一个重要的方向。但是目前大部分细胞自噬的研究仅限于动物实验及细胞水平，未在大量人体内进行。自噬对于HSC活化有促进作用，但是没有明确的实验证明抑制自噬能够促进HSC凋亡，对于自噬与凋亡的关系，需要进一步的研究。同时对于自噬与相关中药的研究也相对较少，中医药对于肝纤维化的治疗有很好的临床效果，让中药成为自噬靶向药物，将会提高肝纤维化的治疗效果。

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（编辑：梁葆朱）

R575.2

A

1671-0258（2016）06-0068-03

云南省应用基础研究面上项目（2013FZ091）

左雁，研究生，E-mai：450070915@qq.com

陈文慧，教授，研究生导师，E-mai：cwh6581908@126.com