从调节线粒体自噬角度探讨消渴病滋阴清热治法的科学内涵*

原恩泽，辛晓驰，韩 雪，赵 杰，温伟波△

（1.云南中医药大学第一临床医学院，云南 昆明 650021；2.云南中医药大学第一附属医院，云南 昆明 650021）

基于《素问·奇病论》“此肥美之所发也，此人必数食甘美而多肥也，肥者令人内热，甘者令人中满，故其气上溢，转为消渴”的论述，现代中医学将糖尿病归为消渴[1]，根据致病因果关系，认为内热伤及本阴，故根本病机以阴虚为本，燥热为标[2-3]。随着科技发展，中医微观辨证论治为中医药现代化起着推动作用[4]。消渴病为脾胃运化失常所酿生疾病，线粒体为能量代谢的微观细胞器，本文通过介绍线粒体自噬的启动途径和过程，以及线粒体自噬和2型糖尿病（T2DM）的关系，探讨消渴病滋阴清热治法的科学内涵，以期为研究中医微观辨证论治消渴病提供理论依据和研究方向。

1 线粒体自噬过程

线粒体是细胞中产能的主要细胞器，在ATP生产、磷脂合成和运输等能量代谢过程中发挥作用。线粒体的质量和数量是否处于稳态维持对能量代谢至关重要。线粒体自噬作为一种选择性细胞自噬机制，可以将细胞中受损或过剩线粒体清除，从而维持线粒体数量和功能的稳态[5-6]。当机体处于T2DM时，高血糖使线粒体三羧酸代谢超负荷，导致活性氧簇（ROS）生成过量，损伤线粒体，并引起线粒体内膜电位降低，触发线粒体自噬反应[7]。目前发现在哺乳动物细胞中，线粒体自噬主要通过PINK1/Parkin、FUDNC1、BNIP3/NIX 3种途径启动[8-9]。受损或冗余线粒体被标记后，在微管相关蛋白轻链3（LC3）及其互作结构域（LIR）作用。经标记的线粒体聚集至双层自噬囊泡，通过包裹、融合、吞噬的一系列过程，最后在自噬体内被水解[10-12]。以上3种自噬途径可分为泛素介导（PINK1/Parkin）和受体介导（BNIP3/NIX、FUDNC1）的线粒体自噬。

1.1 PINK1/Parkin PINK1/Parkin是目前关注度较高的线粒体自噬通路。当氧化应激造成线粒体损伤时，通过降低线粒体膜电位激活线粒体自噬。原本通过线粒体外膜转位酶（TOM）进入线粒体，在线粒体内膜降解的PINK1，被锚定在线粒体外膜上并富集，通过启动自我磷酸化并招募Parkin，将Parkin上的Ser65磷酸化激活[13]，随着Parkin水平降低和凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2的激活，将外膜上的电压依赖性阴离子通道蛋白1（VDAC1）与线粒体融合蛋白1（Mfn1）、线粒体融合蛋白 2（Mfn2）泛素化，然后在P62蛋白等含有的泛素结合结构域的底物作用下，启动最后的吞噬降解过程[14-15]。

1.2 BNIP3/NIX BNIP3与NIX是位于线粒体外膜，表现出同源性的线粒体自噬受体[16-17]。与C端跨膜区吻合后锚定在线粒体外膜上，经位于N端的LIR结构与LC3发生协同作用以介导线粒体自噬的发生[18-19]。不同的是BNIP3在LIR基序附近Ser17和Ser24的磷酸化对BNIP3-LC3的结合发挥作用[20]；LIR基序附近的两个串联丝氨酸残基Ser34和Ser35的磷酸化可稳定NIX-LC3相互作用并促进线粒体自噬[21]。

1.3 FUDNC1 FUNDC1是线粒体外膜上的蛋白，具有位于N端的典型LIR结构。在缺氧状态下，可与LC3结合进而激活线粒体自噬[22]。研究发现[22-23]，FUNDC1介导的线粒体自噬通过位于LIR基序附近的Ser13和Tyr18残基的磷酸化和去磷酸化来调节；并证实了缺氧状态对FUNDC1途径线粒体自噬的促进作用：供氧正常时，位于LIR基序附近的Ser13及Tyr18磷酸化，FUNDC1与LC3无法正常结合；缺氧状态下，介导Tyr18磷酸化的Src蛋白激酶失活，无法磷酸化，FUNDC1-LC3相互作用稳定，使线粒体自噬正常启动；线粒体丝氨酸/苏氨酸磷酸酶PGAM5通过去磷酸化Ser13以增强FUNDC1-LC3相互作用，从而促进线粒体吞噬。

2 线粒体自噬失衡与T2DM胰岛素抵抗

胰岛素抵抗是T2DM的始动因素之一，在T2DM病程中均有不同程度的胰岛素抵抗。在胰岛素信号传导通路中，胰岛素靶组织中的胰岛素受体（InsR）与胰岛素受体底物（IRS）发挥着重要作用[24]。Mahadev等[25]指出，ROS可以调控胰岛素的信号传导，且这种作用具有双向性。当胰岛素发挥作用时，机体通过NADPH氧化酶依赖机制快速产生微量的ROS作为第二信使，将蛋白质酪氨酸磷酸酶（PTP1B）氧化并失活，来增强胰岛素的作用[26-27]。然而长期高血糖引起的氧化应激损伤产生了过量的ROS，使InsR和IRS蛋白发生丝氨酸磷酸化，过度的丝氨酸磷酸化导致胰岛素信号传导出现异常[28]，从而发生胰岛素抵抗[29]。可见，ROS产出过多会影响胰岛素信号的正常传导，诱发胰岛素抵抗。线粒体自噬通过靶向性的清除受损或多余的线粒体、促进线粒体更新，使线粒体的质量和数量维持于适当水平，限制ROS的过量积累[30]。以此调控胰岛素信号传导并改善胰岛素抵抗[31]。

3 线粒体自噬失衡与T2DM胰岛β细胞功能紊乱

T2DM发病的另一个重要因素就是胰岛β细胞的数量减少或功能衰退。高血糖引起的氧化应激反应会使线粒体的负担加重，ROS的产出增加，引起线粒体功能和结构改变[32]。由于超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）等抗氧化剂的保有量较低，致使胰腺抗氧化应激能力较弱[33-34]。动物实验研究发现，氧化应激使p53蛋白在胰岛β细胞的胞浆中聚积，使Parkin信号传导功能被抑制，导致胰岛β细胞线粒体自噬的能力降低，影响胰岛β细胞分泌胰岛素的功能[35]。

当线粒体自噬功能障碍出现过剩堆积时，线粒体外膜上的VDAC1可通过介导细胞色素C（cytochrome C，Cyt C）进入细胞质，促进线粒体途径的细胞凋亡[36-37]。此外，胰十二指肠同源盒因子1（PDX-1）的核质易位会被过量的ROS阻断，导致线粒体能量代谢障碍，胰岛素合成减少[38]。

综上所述，线粒体自噬一方面可以通过调控胰岛素信号传导，改善胰岛素抵抗。另一方面可以通过对线粒体质控，调整胰岛β细胞能量代谢，改善氧化应激损伤，减少线粒体途经的细胞凋亡，保护胰岛β细胞结构和功能不被破坏。

4 滋阴清热与消渴

中医认为消渴病是由于过食肥甘厚味，积聚不化所致。肥甘为湿邪，过食伤脾胃，积聚不化，蕴生热邪，损伤津液，发为消渴[39-40]。其病机主要为阴液亏损，燥热内伤。由于阴阳互根互化，所以阴伤不能制热而热愈盛，热盛伤阴而阴愈虚[41]。王兴欣等[42]通过分析835篇文献中的171条处方发现以滋阴清热为主的山药、生地黄、葛根、天花粉，为处方中出现频次最高的药物，可见滋阴清热法在消渴病的治疗中占主导地位。

消渴发病源头在脾胃燥热内蕴，阴津损伤，以致不能运化。许多学者研究发现[43-47]，线粒体功能与中医脾胃功能有密切的联系：线粒体通过三羧酸循环将糖类、脂质、蛋白质为主的营养物质转化为ATP，为细胞的生理活动供能，维持人体的正常生命活动。中医认为脾主运化，即脾可将饮食物（营养物质）转化为水谷精微（ATP），疏布到全身，营养全身，以为生理活动之资。并且实验证实，中医补脾法可改善线粒体功能[48-49]。

基于脾胃功能与线粒体的关系，可以认为通过滋阴清热法改善脾胃运化功能，以治疗消渴，与调控线粒体自噬，改善线粒体功能，以治疗T2DM是有密切关联的。

5 滋阴清热与线粒体自噬

根据消渴病的病机特点和核心治法，作者发现目前研究中药复方改善线粒体自噬治疗消渴的研究，均以滋阴清热治法为主。

许强[50]发现以逐瘀泻热，滋阴清热为主的降糖三黄片（桃仁、桂枝、大黄、芒硝、黄芪片、麦冬、生地黄、玄参、炙甘草）通过PINK1/Parkin通路对胰腺线粒体自噬的调控作用来改善胰岛β细胞功能。

津力达颗粒（人参、黄精、苍术、苦参、麦冬、地黄、制何首乌、山茱萸、茯苓、佩兰、黄连、知母、淫羊藿、丹参、葛根、荔枝核、地骨皮），联合通心络胶囊（人参、水蛭、全蝎、赤芍、蝉蜕、土鳖虫、蜈蚣、檀香、降香、乳香、酸枣仁、冰片）和健脾消渴方（黄芪、天花粉、黄连、生地黄、佩兰、川牛膝）可通过激活胰岛β细胞自噬，减轻胰岛β细胞中线粒体损伤，改善胰岛β细胞结构及功能来治疗T2DM[51-52]。

研究显示[53]在荷叶、蒲黄等治疗消渴的药物中，均含有山柰酚，山柰酚可改善胰岛β细胞线粒体自噬，地骨皮也具有同样的调控作用[54]。亚麻籽油可以经FUNDC1通路激活线粒体自噬，改善肝脏胰岛素抵抗及脂质积累[55]。虎杖苷可通过调控线粒体自噬，改善肝脏胰岛素抵抗[56]。

通过以上研究可以发现，滋阴清热作为消渴病的主要治法，是有临床实践基础的；线粒体自噬的动物实验也证实，以滋阴清热为主要治法的方剂或中药可以通过调控线粒体自噬治疗消渴。因此作者认为“滋阴清热-线粒体自噬-消渴病”存在密切关联，线粒体自噬是滋阴清热治法发挥治疗作用的重要途径。

6 结语展望

综上所述，以滋阴清热为主的中药及复方可以通过调控线粒体自噬治疗T2DM。这为未来研究中医中药治疗T2DM提供了新的思路，为完善中医的微观辨证论治提供了理论依据和研究方向。但是，目前中医药干预线粒体自噬治疗T2DM的研究方才兴起，尚且存在一些问题：1）线粒体自噬的研究尚处于探索阶段，许多中药及复方启动线粒体自噬的通路尚未明确；2）在T2DM的治疗中，除滋阴清热法外，是否存在别的治法可以调控线粒体自噬；3）对实验动物进行消渴病阴虚燥热证造模的研究比较少，缺少针对性的实验研究。

随着研究的深入和科研技术的发展，相信以上问题会被逐步解决，从而推动中医以微观辨证论治为切入点，推进中医药的现代化，为中医治疗T2DM提供更可靠的解决方案。