河北中医学院中西医结合学院 中西医结合研究所 河北省中西医结合肝肾病证研究重点实验室
孟 鑫 李 颖 安铭立 付欣平 杨 剑△ 李清雪△△ 刘彦双 陈景伟(石家庄 050200)
提要 细胞自噬作为一种真核细胞的自我保护机制,在处理内源性代谢产物和外源性刺激的过程中发挥着维持肌体蛋白平衡和调节内稳定的重要作用。细胞自噬以降解代谢产物和提供能量物质的相互拮抗、共同作用方式,与中医阴阳理论的对立制约、互根互用有着相似的内涵。子宫内膜异位症(EMs)属于中医“癥瘕”的范畴,EMs的发生与细胞自噬密切相关。本文尝试从中医阴阳理论探讨细胞自噬与EMs肾阳虚血瘀病机的关系,以探求EMs肾阳虚血瘀病机的生物学本质。
子宫内膜异位症(EMs)是指具有活性的子宫内膜组织在宫腔以外的部位生长并引起一系列症状的妇科常见病,影响全球10%~15% 的女性[1]。EMs可引起多种临床表现,如不孕、慢性盆腔疼痛、痛经、性交痛等,因其具有低治愈率及高复发率的疾病特点,目前已成为临床亟待解决的难题。EMs的基本病理改变为异位的内膜组织在卵巢激素的影响下出现的周期性出血及周围组织纤维化,最终形成结节或包块。近年研究发现细胞自噬(autophagy)与EMs关系密切[2-3],已广泛受到关注,成为目前研究的热点问题之一。EMs细胞自噬功能的异常是肌体阴阳失衡的微观表现[4]。从中医阴阳角度探讨细胞自噬与EMs的关系,有望揭示EMs肾阳虚血瘀病机的生物学本质,丰富EMs病因病机的理论内涵。
“自噬”即细胞进行“自我吞噬”的过程,是一种广泛存在于真核细胞的生命现象。当细胞处于营养缺乏或氧化应激状态时,通过溶酶体的作用清除胞质内受损或衰老的细胞器、错误折叠或无用的蛋白质及细胞内病原体,并将其分解为细胞所需的氨基酸、脂肪酸等小分子物质,以维持细胞生命活动,在维持肌体的内环境稳态方面发挥着重要作用[5]。细胞自噬可分为3种类型:巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬,就目前而言,广泛意义上研究的细胞自噬具体指“巨自噬”。自噬现象包括4个重要阶段,第1阶段是接受自噬诱导信号之后形成一个类似“脂质体”的扁平双脂双层膜样结构的游离前自噬泡,是自噬发生的初始阶段;第2阶段是球状的自噬体形成,表现为双层膜结构,内含细胞质成分;第3阶段是在自噬溶酶体形成后,由其将细胞内的代谢产物吞噬、分解;第4阶段是降解产物循环再利用[6]。自噬发生在细胞质中,是细胞实现自我更新和能量代谢的重要途径,被视为细胞在应激条件下的一种生存防御机制[3]。其在肌体内发挥着重要作用,物质的代谢、循环再利用过程为细胞的生长发育提供了相应的能量,同时也维持了细胞内的稳定状态,使其理化性质与各种成分相互调节,保持了肌体的动态平衡。
正常情况下,自噬在调节肌体细胞代谢的过程中维持基础水平,适当的自噬可通过实现细胞的代谢需要及更新,为细胞提供稳定的生存环境,是细胞的一种自我保护机制。但在应激状态下,细胞自噬水平不足或过度激活时,则会引起细胞损伤,甚至导致细胞发生自噬性死亡,即“II 型程序性细胞死亡”,是一种不同于凋亡的细胞生理性死亡方式[7]。具有特殊的形态学改变并受多种信号通路的严密调控,包括依赖雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的通路,如: 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)通路,单磷酸腺苷活化蛋白激酶/雷帕霉素靶蛋白(AMPK/mTOR)通路;以及非依赖mTOR的通路,如活性氧簇/c-Jun N端蛋白激酶(ROS/JNK)通路[8]等。此外,众多与自噬相关的因子也在自噬的发生和调节过程中起着重大作用,这其中微管相关蛋白轻链3(LC3)已被研究得知可参与自噬体的形成过程,可作为自噬体的特异性标记蛋白,是目前所知的调控自噬的重要基因之一[9]。Beclin-1是酵母菌ATG6/VSP30在哺乳动物的同源基因,是发现最早的自噬调节因子,可诱导自噬相关蛋白定位到自噬体膜上,调控自噬的形成与成熟[10]。叉头框转录因子O1(FOXO1)在转录水平上调节自噬活性,可激活多种自噬基因[11]。总之,细胞自噬的调节是一个错综复杂的过程,是与其相关的多种因子、多种通路相互作用,共同参与的结果。
正常情况下细胞自噬以其特有的清除与代谢方式使细胞自噬水平处在一个相对平衡状态,从而维持体内的微环境,这与中医阴阳理论的对立制约、互根互用、阴阳平和有异曲同工之妙[12]。细胞自噬可作为探索中医药微观作用机制的新思路及新领域[13]。细胞自噬是细胞在受到一定的内外环境如饥饿、缺血、缺氧刺激后,诱导产生的“自我消化”过程,一方面能量的再利用使细胞能够存活;另一方面,代谢过程中产物也通过自噬得以清除,使肌体内环境趋于稳定。因此,细胞自噬不仅是一种细胞生存机制,也是一种细胞死亡方式[14]。
自噬作为一种调节肌体阴阳使之保持平衡的机制,本身具有阴阳的双重属性。其提供能量物质与降解代谢产物的过程从中医角度来讲就是阳与阴的相互拮抗过程,肌体通过这一过程维持了内环境稳定。生理状态下,细胞内的代谢产物及无用的蛋白质(阴)在细胞自噬的作用下,降解、清除,并形成新的肌体所需能量物质(阳),周而复始,使肌体保持阴阳自和的状态,“阴平阳秘,精神乃治”。从微观角度而言,当细胞处于饥饿、缺氧等状态下,自噬被激活,受损的细胞器及错误折叠蛋白被消化降解,转化为维持正常生命活动所需的能量物质,促进阴阳调和,保持微环境的动态平衡[15]。适度的自噬是肌体内稳定的重要因素,但一旦过度或不足时,也可加速疾病的发生与发展。过度自噬启动细胞Ⅱ型程序性死亡机制,引起相应的功能丧失,如在神经系统中自噬的过度激活导致神经元的丢失等症状[16];脂质代谢中细胞自噬功能不足,促进脂肪的堆积,容易诱发心血管疾病[17]。自噬的太过或不及,都可能引起肌体的阴阳失衡,体现了中医阴阳的互根互用、对立制约及消长平衡,是阴阳平衡的微观基础。自噬调节如同阴阳自和一样维持体内微环境的动态平衡,体现了阴阳动态平衡观[18]。王志丹等[19]从阴阳五行学说探讨细胞自噬与肝脏脂质代谢的关系,指出自噬水平上调促进脂肪的分解,自噬水平下调则促进脂肪的积聚,自噬对于肝脏脂质代谢发挥正向或者负向调节作用,从微观调控着体内的脂质稳态。尚奇等[20]认为在维持骨代谢的平衡过程中自噬发挥着积极作用,但其过度或不及依然会引起细胞的死亡。细胞自噬过强,分解过多的代谢产物,则阳亢;细胞自噬不及,代谢产物过度积累,则阴盛。通过调控肾阴肾阳的平衡来调节细胞自噬水平,实现骨形成和骨吸收平衡,对于防治激素性骨质疏松症具有重要的意义。朱颖等[21]从中医的阴阳观来探讨健脾法调节肿瘤自噬的作用,当脾阳亏虚,痰浊邪毒积聚时,扶阳(促进自噬)以驱邪;当脾阴不足,放化疗抵抗时,滋阴(抑制自噬)以阻碍增殖,从而维持阴平阳秘的微环境,实现抗肿瘤作用。近年来,随着越来越多的医家不断研究细胞自噬与中医病症的关系,挖掘了自噬的中医阴阳理论,进一步补充了对中医基础理论的认知,为中医“证”的微观物质基础研究及中医辨证论治提供了更多有力的依据。
自噬参与生物体多种病理及生理过程,在对环境适应性反应、细胞生长分裂等方面发挥着不可替代的作用,过度或降低的细胞自噬均不利于细胞的生长及存活,在癌症、糖尿病、神经退行性疾病等多种病理生理状态中发挥着重要作用[22]。近年众多研究证实自噬水平的高与低和EMs发生发展密不可分,可能在EMs发展的不同阶段中扮演着不同的角色。有学者报道EMs患者的血清、腹腔液及内膜中的LC3和Beclin-1均呈低表达,而自噬受体(P62)蛋白的表达与其相反,呈现出升高趋势,表明异位内膜的细胞自噬水平是下降的,可能有助于减少细胞凋亡,使细胞逃逸免疫系统的追捕[6]。另一方面,也有研究[23-24]发现EMs组织中的自噬相关因子,如LC3和Beclin-1的表达要明显高于正常内膜,认为高水平的自噬可提供更多的能量,以便于“异位”的内膜组织更好的移植浸润,从而加速病情进展。诸多研究表明EMs在缺氧微环境下,细胞自噬将被启动,进而参与EMs的发生发展,但其变化水平及具体的分子调控机制还需进一步研究。
中医理论认为异位内膜伴随着卵巢激素的周期性变化剥脱出血即为“离经之血”,“离经之血”不能及时消散则为血瘀。“离经之血”积聚日久形成“有形病灶”即为“癥瘕”,基本病机为“瘀血内阻冲任、胞宫”,符合中医“血瘀证”特点。《妇人大全良方·妇人腹中瘀血方论》载:“妇人腹中瘀血者,由月经闭积,或产后余血未尽,或风寒滞瘀,久而不消,则为积聚癥瘕矣”。杜惠兰教授经过多年的临床实践,发现EMs患者多表现为形寒肢冷、腰以下畏寒、得热痛减、舌质瘀紫且病程较长的特点,因此认为肾阳虚血瘀为EMs的基本病机。中医理论认为肾主生殖,肾阳为一身阳气的根本,五脏之阳气,非此不能发。肾阳充盛,才能促进肌体新陈代谢,温煦、气化“离经之血”,促进其化生,消化吸收子宫内膜的瘀血浊气。“瘀血”的形成与肌体内阳气的盛衰关系密切,阳气充盛有助于血水之运化,若肾阳亏虚不能温养血脉,血寒而凝,气血运行不畅,经血易于积聚,从而加重“瘀血”之证,使病情缠绵难愈。《素问·调经论》曰:“寒独留则血凝泣,凝则脉不通。” 可见,肾阳的亏虚是血瘀形成的重要因素之一。EMs患者“离经之血”属于阴类物质,易损伤阳气。“阳化气,阴成形”,肌体内堆积的瘀血若不能及时被清除吸收,阻滞胞宫,渐积成癥;肾阳不足,命门火衰,温煦、气化功能减弱,则处理消解阴类物质的能力下降,使血失温运而迟滞成瘀。《素问·生气通天论》云:“阴平阳秘,精神乃治。”肌体发生疾病追本溯源是阴阳动态平衡遭到破坏,若不能及时调整阴阳,恢复阴阳平和,可引起整个肌体的失衡,从而出现相应的外在表现。EMs患者瘀血内阻冲任胞宫,为阴邪积聚,肾阳亏虚,气化失司,不能消散离经之血,从而出现痛经、不孕、月经失调、盆腔包块等一系列症状。EMs肾阳虚血瘀的病机蕴含了中医阴阳消长失衡的观点。自噬根据肌体内微环境的改变而清除细胞内受损成分,以此提供能量的过程是体内阴阳自我平衡的关键环节,也在EMs的发生发展中扮演了重要角色。自噬是正气亏虚下的自救过程,当肌体正气不足时,可通过自噬机制的调节来维持肌体的阴阳平衡[25]。随着EMs病程的进展,肾阳亏虚,“化气”不能,“阴成形”太过,则内生瘀血阻滞,代谢废物进一步堆积,自噬被过度激活。“阴邪”利用自噬为其清除在生长种植过程中的障碍,提供生长所需能量,并反过来进一步阻滞气血运行,日久成癥,损耗肾阳,阴阳失衡,形成缺血缺氧的微环境,促进自噬的恶性循环[26]。由此可见,在EMs进展阶段,自噬通过参与细胞代谢和能量转换发挥了助邪作用,参与了肾阳虚血瘀的病机转化。
自噬作为广泛存在于真核细胞中的一种防御机制,通过清除细胞内废弃物质以产生新的物质能量,维持内环境稳定,在EMs的发生发展中也扮演着亦正亦邪的角色。自噬的太过或不及都直接影响到肌体阴阳的平衡,《素问·至真要大论》的“谨察阴阳所在而调之,以平为期”,从调节阴阳平衡角度把握自噬在EMs发展中起到的作用,采用补肾温阳、祛寒化瘀之法调节细胞自噬维持在稳态水平可作为治疗EMs的一个切入点。从中医阴阳理论角度认识自噬与EMs疾病肾阳虚血瘀病机的关系,挖掘中医中药调控自噬的关键分子及调控机制,对于丰富中医治疗EMs疾病的科学内涵具有重要意义。