银屑病角质形成细胞中自噬的研究进展

刘柳 ，罗楹 ，顾云东 ，茹意 ，李欣 ，李斌

（1.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院，上海200437；2.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院崇明分院，上海202150）

1 自噬概要

自噬（Autophagy），最早由诺贝尔生理学及医学奖得主Christian de Duve发明[1]，用于描述细胞利用溶酶体降解细胞质及细胞器等胞浆成分的过程[2]，又称自我吞噬（Self-eating）。根据胞内物质运送到溶酶体方式的不同分为3类：①大自噬（Macroautophagy）：目前研究最多，也是医者们通常所指的自噬。其过程大致分为3个阶段，首先胞质成分诱导产生双层隔离膜结构的吞噬泡。其次，吞噬泡选择性或非选择性地募集并包围胞质成分以形成双层膜结构的自噬体。最后，自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，其中的水解酶降解小泡中的胞质成分；②小自噬（Microautophagy）：其过程较为简洁。溶酶体膜直接内陷形成内吞囊泡，继而囊泡扩张、断裂及降解。这对细胞在长期饥饿条件下的存活十分重要；③分子伴侣介导的自噬（Chaperone mediated autophagy，CMA）：不参与自噬体的形成，而是在分子伴侣的介导下直接将底物运送至溶酶体进行降解，主要包括3个方面过程：底物的识别及运送至溶酶体、底物的结合与延伸以及底物的移位与降解[3]。因此，自噬对于维持细胞生长和胞内稳态十分重要。

自噬相关基因（Autophagy-related genes，ATG）最早在酵母菌中发现，在哺乳动物细胞内能找到其同源物。酵母菌中，营养不足引发自噬，消耗氮和碳。雷帕霉素的蛋白激酶靶点（TOR）是一种特异性对氮的水平做出反应的负向调节器。在营养充足条件下，TOR酶抑制自噬，营养缺乏的条件下TOR失活，自噬活动增加[4]。哺乳动物中的TOR蛋白（Mammalian target of Rapamycin，mTOR）也同样能感受环境变化以调控自噬。营养适宜条件下，生长因子活化Ⅰ类PIK3蛋白（ClassⅠPIK3 protein），后者通过AKT信号通路激活mTOR。mTOR活化后抑制自噬诱发的关键基因Atg1，继而抑制细胞自噬。当营养不足或存在mTOR抑制剂时，mTOR失活，Atg1募集Atg11、Atg13和Atg17形成复合物，作为诱导信号引发自噬[2]。

其他自噬相关信号转导通路还包括ROS信号通路、NF-κb信号通路、Ras/蛋白酶（PKA）。c-Jun氨基末端激酶（JNK）、毛细血管扩张性共济失调突变蛋白激酶（ATM）等，都与自噬发生密切相关[5]。

已有研究发现，自噬能直接消除微生物、控制炎症、通过调节抗原呈递和淋巴细胞内稳态控制适应性免疫反应以及分泌免疫介质[6]。自噬在多种疾病的发生发展中也有重要作用，如肿瘤、神经元退行性变、克隆恩病及各类感染性疾病都密切相关[7]。然而，自噬参与银屑病发病机制的研究多集中于机体免疫系统，而其在表皮角质形成细胞中的作用了解较少。本篇综述总结了近年来银屑病角质形成细胞中自噬的研究概况，旨在加深对银屑病角质形成细胞中自噬的认识，为探讨银屑病的发病机制提供新思路。

2 银屑病与角质形成细胞

银屑病是一种常见易复发的慢性炎症性皮肤病，皮损特点为红色丘疹或斑块上覆盖多层银白色鳞屑。有一定季节规律，常冬重夏轻。主要侵犯青壮年，无传染性[8]。其发病机制尚未完全阐明，目前普遍认为免疫介导的角质形成细胞过度增殖为其重要特征。角质形成细胞是表皮的主要成分，除了是人体的机械保护屏障之外，还是启动、维持、调节皮肤免疫反应的关键细胞[9]。表皮损伤引发角质形成细胞免疫反应激活，多种调控其生长分化的细胞因子异常表达，导致角质形成细胞动力学改变，这些细胞因子主要包括白细胞介素（IL）-17、IL-22、肿瘤坏死因子（TNF）、干扰素（IFN）-α等[10]。

3 自噬与角质形成细胞

3.1 自噬与正常角质形成细胞 随着自噬研究的不断深入，自噬在角质形成细胞中的作用也日益清晰。Haruna等[11]首次证实LC3在KC分化中有特异性表达，其是皮肤形成自噬体必不可少的因子。Aymard等[12]用M199诱发角质形成细胞代谢应激反应，检测KC分化标志物以及与分化相关的整合素水平，发现自噬可能是角质形成细胞分化所需的早期信号传递过程。Chikh等[13]研究强调自噬在皮肤的分化中是正常且必要的生理过程，证明了在表皮稳态中很重要的iASPP能抑制角质形成细胞自噬。Chen等[14]研究发现海藻糖等糖类不依赖mTOR信号通路来诱导角质形成细胞自噬，这种mTOR独立的自噬调节功能对多种疾病的治疗中有重要意义。

3.2 自噬与银屑病角质形成细胞 角质形成细胞在银屑病患者中过度增殖的机制，以前的研究多集中于机体免疫功能发挥的作用。IL-17、IFN-γ、IL-22和TNF引起角质形成细胞增殖、趋化因子，细胞因子和AMP产生，这些产物接着作用于树突状细胞（DC）、T细胞和中性粒细胞，从而维持皮肤炎症。近年来有研究发现，自噬在角质形成细胞涉及的皮肤病中也有重要作用[15]。

3.2.1 发病机制 Olufolake等[16]将银屑病患者皮肤与健康成人皮肤比较后发现，几种自噬标记物与LC3一样，在银屑病皮损区并未观察到有表达，在非皮损区的表达也明显下降；而健康成人中这些自噬标记物都正常表达，这些结果说明自噬有助于银屑病表皮屏障缺陷的修复。

Mahil等[17]探讨脓疱型银屑病发病的分子机制时，运用与自噬体形成相关的AP1S3基因，发现AP1S3的敲除扰乱角质形成细胞自噬，导致p62不正常聚集、IL-1信号异常以及IL-36过表达。这些结果证明角质形成细胞的自噬在皮肤炎症中起重要作用。

Lee等[18]研究发现TLR2/6和TLR4能活化人原代角质形成细胞自噬途径，上调p62的表达。这一过程是通过NADPH氧化酶2和4的诱发以及活性氧的产生来完成的。其中，MyD88和TNFR相关因子6，是介导TLR活化的关键信号因子，在自噬的发生和p62的表达中起关键作用。当用脂多糖（LPS）处理HaCaT细胞后，自噬明显活化，p62及抗菌肽LL-37表达增加，说明自噬参与调节细胞炎症反应。将斑块型银屑病和特应性皮炎患者的表皮进行比较后发现，斑块型银屑病患者表皮中，p62和LL-37的表达上调，表明p62和抗菌肽的异常调节可能参与银屑病的发病机制。

Tian等[19]研究发现，颗粒蛋白前体（PGRN）在银屑病皮损和炎性HaCaT细胞中高度表达，PGRN siRNA能促进自噬相关基因p62表达，抑制HaCaT细胞中LC3II和Atg7表达水平，但是PGRN过表达呈现相反的效果。Wnt/β联蛋白信号通路抑制剂IWP-2，在TNF-α处理的HaCaT细胞中能抑制PGRN siRNA的促炎症和抗自噬作用。这些结果表明PGRN的靶向治疗可能是银屑病治疗的潜在方案。3.2.2 自噬与银屑病治疗药物 喜树碱是一种具有抗肿瘤活性的生物碱单体，常将其外用制剂治疗寻常型银屑病，尤其是慢性斑块型银屑病。郝阳阳等[20]用喜树碱与二甲基亚砜分别处理HaCaT细胞，探讨喜树碱对HacaT细胞自噬的影响，发现浓度较低的喜树碱可诱导HaCaT细胞自噬，而浓度较高的喜树碱则抑制HaCaT细胞增殖，使细胞凋亡，自噬水平降低。

卡泊三醇是一种维生素D类似物，也是银屑病治疗的一线药物。以前的研究显示，其治疗机制是抑制KC增殖，抑制生长信号以及调节T细胞信号，最近的研究表明它还能诱导角质形成细胞中自噬的发生，对胞内病毒细菌的感染发挥作用[21]。

富马酸二甲酯（Dimethyl fumarate，DMF）是一种治疗银屑病新型药物，除了通过调节人体免疫功能来发挥治疗作用，李红霞等[22]还发现其抑制角质形成细胞增殖，诱导HaCaT细胞自噬，这为DMF治疗银屑病的机制提供了新证据。

4 总结与展望

银屑病作为慢性炎症性疾病，以角质形成细胞过度增殖、角化不全为其重要特征。因此，探索病理性角质形成细胞的成因是了解银屑病发病机制的路径之一。自噬作为正常的生理过程，在角质形成细胞的发育分化中起重要作用。银屑病角质形成细胞中，自噬的参与有助于修复银屑病表皮屏障，一些银屑病治疗药物也能通过细胞自噬来发挥疗效。虽然已初步了解银屑病角质形成细胞中自噬的作用机制，但更具体的信号转导通路尚不明了。还需进一步探究完整的作用途径，为银屑病的靶向治疗提供新方案。