（青海省西宁市青海大学附属医院风湿免疫科；青海西宁810000）
【摘要】自身免疫性疾病是一类免疫细胞过度激活、攻击自身组织、产生大量自身抗体并发生炎症的一类疾病。其发病机制复杂，尚不明确，但越来越多的研究表明自噬参与自身免疫性性疾病的发生发展，本文主要就自噬在系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、多发性肌炎/皮肌炎及骨关节炎疾病中发挥的重要作用进行概述。
【关键词】自噬 自身免疫性疾病 发病机制
Research progress on the relationship between
autophagy and the pathogenesis of autoimmune diseases
Ruidan Li,Kexia Chai
Abstract：Autoimmune diseases are a class of diseases such as excessive activation of immune cells, attacks on their own tissues, producing a large number of autoantibodies and inflammation. The pathogenesis is complex, it is not clear yet. But more and more researches show that autophagy is involved in the development of autoimmune diseases. This paper reviews the important roles of autophagy in systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, polymyositis / dermatomyositis and osteoarthritis.
Key Words：Autophagy，Autoimmune disease，Pathogenesis
1自噬
1.1细胞自噬
细胞自噬进化上包括两个趋于保守的过程，分别为溶酶体对细胞器的降解和对细胞胞质部分的降解。自噬性细胞死亡与凋亡不同，它不依赖于Caspase途径。不仅营养匮乏会诱导自噬发生，过氧化损害、DNA损伤等都可以。由于自噬包裹内容物和运输方式不同，可将自噬分为巨自噬、分子伴侣介导的自噬和微自噬。巨自噬是一种起源于内质网和高尔基体的双层膜性小泡将细胞内老化或受损的细胞器或蛋白质包裹后送入溶酶体的过程。通过分子伴侣的作用将胞浆内的蛋白质结合到分子伴侣上并转运到溶酶体中称为分子伴侣介导的自噬。溶酶体直接内陷将损伤的细胞器进行包裹并降解的过程称为微自噬。微自噬和巨自噬的途径均无选择性，而分子伴侣介导的自噬途径有选择性[1]。
自噬降解产生的物质如：核苷酸、氨基酸与游离脂肪酸则可被重新合成大分子物质或产生ATP。细胞的代谢与某些细胞器的更新是利用细胞自噬实现的。细胞自噬通过降解胞质内容物的溶酶体途径，从而降解细胞内长期存在的蛋白质和细胞器[2]。
1.2 自噬的动态发生过程
自噬是双层膜结构的自噬泡降解细胞内容物的代谢过程，这是一个包括自噬体的形成、自噬底物向溶酶体的运输和在溶酶体内降解的多阶段连续进行的过程，称为自噬流（autophagy flux）[3]。它主要分为以下几个步骤：自噬启动-囊泡成核-囊泡伸展-囊泡回缩-自噬小体与溶酶体融合-包裹物降解。即当细胞受到ULK复合物的激活而启动自噬后，胞浆中的蛋白质和脂质在Beclin1-PI3KIII复合物的作用下被不断募集作用于形成自噬体膜。自噬启动有两种重要标志物：Phospho-mTOR(mammalian target of rapamycin）和Beclin1，这是自噬泡双层膜形成的第一步，形成前自噬体[4]。然后，前自噬体的双层膜逐渐扩大伸展，此过程中需要三种酶的类似物共同参与，这三种酶分别为泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3[5]。不断延伸的前自噬体将胞浆中老化、受损的细胞器等包裹在双层膜内，形成球状自噬体。Atg16L1前体的成熟需要经历依赖SANRE蛋白VAMP7及其伴侣SANREs的同型融合，这一过程调节着自噬泡的形成，并决定囊泡的大小[6]。囊膜成核后，在自噬泡膜上，P62可与上调自噬的因子定位，这种定位需要P62的自身寡聚化[7]。因此，P62也可用于检测自噬的发生。最终，自噬泡运动到溶酶体附近，与溶酶体膜在LC3和GATE-16N末端的参与下发生融合[8]，使包裹在自噬泡中的内容物降解。氨基酸、核酸等降解后的产物可以重新参与物质代谢。
1.3 细胞自噬的重要生理功能
自噬水平的高低受到细胞内营养充足状况的影响。自噬水平在营养充足时较低，为了维持细胞内环境稳态，仅在胞质中去除受损和老化的细胞器。自噬水平在营养匮乏时较高，为了维持细胞的能量供应和代谢状况，细胞中的自噬基因迅速表达，启动自噬来增强细胞在应激状态下的存活率，以达到细胞内环境稳态[9]。这样可以使细胞免除毒素的侵害，因此，自噬是一种适应性反应[10]。
1.4 自噬与吞噬
吞噬细胞主要是通过其表面表达的清道夫受体发挥吞噬作用。清道夫受体是跨膜的糖蛋白，能与不同的配体结合并诱导其被摄取和清除。它们作为模式识别受体介导吞噬不同的病原体，并在固有免疫中起到重要作用。巨噬细胞清道夫受体1（macrophage scavenger receptor1 MSR1）和带胶原结构的巨噬细胞受体（macrophage receptor with collagenous structure，MARCO）是A类清道夫受体，具有广泛的配体特异性。此外，这些清道夫受体还在抗分枝杆菌的应答中起作用[11]。
有研究表明，自噬能够调控吞噬。在程序性细胞死亡过程中，ATG5对于清除死亡细胞发挥着作用。ATG5可以调控促炎因子的分泌、介导死亡细胞的清除和细胞抗原提呈。ATG-/-小鼠的巨噬细胞中，吞噬作用会增强。自噬缺陷不仅通过损害巨噬细胞的杀伤能力，还通过增加内化细菌的数量而导致分枝杆菌易感性的增加[12]。这些研究增加了我们对宿主和病原体关系的理解，还为针对传染性疾病的治疗策略打下了基础。理解吞噬和自噬的相互作用是鉴定抗病原体新治疗策略和调整两个过程的基础，也是药物设计中应该考虑的。因此，研究自噬与吞噬的相互作用对于借助自噬途径治疗自身免疫性疾病也会提供一个很好的思路。
2 自噬与自身免疫性疾病
自身免疫性疾病是一类免疫细胞过度激活、攻击自身组织、产生大量自身抗体并发生炎症的一类疾病。而自身抗体主要来源死亡细胞的释放。机体在不能及时处理正常代谢过程中产生死亡细胞时，会导致自身免疫性疾病的发生。在免疫调节中，自噬的缺失不仅可能会增加对传染性疾病的易感性，还可能会增加慢性炎症疾病和免疫相关性疾病的易感性。如系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematousus,SLE）、类风湿关节炎（rheumatoid arthritis,RA）、多发性肌炎/皮肌炎（polymyositic/dermotomyositis,PM/DM）、骨关节炎（osteoarthritis,OA）等疾病均与自噬调节器的突变有关。
2.1 自噬与SLE
SLE是一种典型的系统性自身免疫免疫性疾病，可累及多个器官，包括皮肤、肌肉、关节、肾脏、肺脏及心脏等多个重要的器官。其具体病因及发病机制尚不明确，多数研究表明其发病机制包括遗传、环境及激素等因素的相互作用造成的免疫紊乱。
疾病发生后，T淋巴细胞减少、T抑制细胞功能降低、辅助性T细胞与调节性T细胞平衡紊乱及功能异常、B细胞过度增生，产生大量自身抗体，并与体内相应的自身抗原结合形成免疫复合物，这些免疫复合物沉积在皮肤、关节、小血管、肾小球后会对相应组织脏器造成损伤[13]。在SLE患者的T细胞中发现自噬小体的数量增加，自噬的上调可能会促进T细胞的生存。有研究表明[14]，从SLE患者的血清提纯的自身抗体能够诱导神经母细胞瘤细胞发生自噬，这也进一步佐证了细胞自噬在SLE发病中发挥着重要的作用。有相关研究表明，在细胞免疫中Th1细胞分泌的细胞因子干扰素（INF）-γ可诱导自噬，同时发现活动性SLE患者的Th1细胞自噬流量较正常组明显增强，由此可猜测Th1细胞功能紊乱及其细胞因子分泌异常在SLE发病及其免疫炎性损伤中起重要作用[15]。更有研究显示 Atg5缺陷的胸腺移植可导致自身反应性T细胞产生，这从基因层面证实自噬参与免疫系统调节[16]。
2.2 自噬与RA
RA是由遗传、激素和环境因素共同诱发的慢性炎症性疾病。肿瘤坏死因子α( tumor necrosis factor α，TNF-α)在实验性关节炎中介导关节损坏[17]。RA患者的破骨细胞中自噬被激活，且ATG7和beclin-1的表达增加。由于TNF-α在关节的炎症性骨吸收中具有重要的调控作用，因此进一步调查了TNF-α对人类和鼠类RA破骨细胞中自噬过程的影响。TNF-α能够通过增加ATG7和beclin-1的表达来促进人类和鼠类RA破骨细胞中的自噬，beclin-1的过表达能够促进自噬的激活，诱导单核细胞分化为成熟的破骨细胞、增强小鼠破骨细胞的再吸收能力。分析ＲA患者的滑膜成纤维细胞后发现，自噬过程增强。TNF-α诱导的自噬激活后，滑膜组织中的细胞凋亡减少，并且延长了滑膜成纤维细胞的生存时间。这些结果证实自噬在TNF-α诱导的关节疾病中的重要作用。
RA成纤维细胞( RA synovial fibroblasts，RASF)在RA的发病过程中起重要作用，其自噬过程对于RASF的死亡通路有双向调节作用[18]。一方面，自噬能保护细胞，有效应对各种应激导致的细胞损伤; 但另一方面，自噬的诱导也可导致细胞的死亡。在几种内质网损伤诱导的RASF自噬中，自噬连锁的FYVE锌指结构蛋白（autophagy-linked FYVE protein，ALFY) 的降低和P62阳性多泛素化蛋白的累积能促进RASF的死亡。
Shin 等[19]发现在RASF中，内质网应激诱导的自噬明显增多。在内质网应激条件下，前自噬体结构被装配，并刺激自噬体转运至空泡在相对低剂量( 1μmol/L) 的毒胡萝卜素的刺激下，RASF表现出高水平自噬活性并形成自噬体。
2.3 自噬与多发性肌炎/皮肌炎的关系
一般认为，在特发性炎性肌病(IIM)中肌肉功能障碍和肌无力是由于适应性免疫反应对未表达的自体抗原造成的组织损伤所致。越来越多的证据表明，非免疫机制同样会导致肌炎的肌肉损伤和功能障碍[20-22]。在IIM中，虽然肌肉纤维死亡的分子机制仍不明确。但是，有研究表明：Fas / Fas配体[23]，肿瘤坏死factor-α(TNFα)/ TNF 受体-1或2[33]和TNFα-相关凋亡诱导配体(TRAIL)/死亡receptor-5(DR5)[24]，这几个细胞受体和配体复合物可以诱导细胞死亡，而且激活下游这些受体/配体复合物可以激活依赖半胱天冬酶的细胞凋亡[25]。正常的人骨骼肌细胞相对于经典的细胞凋亡有较强的抵抗力[26]。Alger HM等通过在体外细胞培养实验中，证明了TRAIL诱导自噬和NFkB激活，而不是在骨骼肌细胞中凋亡，提示在肌炎的肌肉纤维死亡(通过自噬)中有潜在的作用[27]。
近年来，美国华盛顿大学国家儿童医学研究中心Nagaraju K 教授领导团队在特发性肌病的非免疫损伤中做了大量的工作，他们利用肌炎动物模型研究发现自噬过度活化导致的肌细胞损伤是炎性肌病肌肉损伤的重要机制。 Nagaraju K的研究还发现细胞因子TRAIL能够诱导自噬的过度活化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆提示炎性细胞因子在自噬激活的过程中起一定的促进作用[28]。
2.4 自噬与骨关节炎（OA）
骨关节炎是一种关节软骨进行性消失，骨质过度增生的退行性疾病，临床常常表现为关节疼痛、肥大、僵硬及活动受限。其发病机制是多源性的，一般认为骨关节炎是力学与生物学因素共同作用的结果，主要涉及的机制是关节软骨、细胞外基质、软骨下骨的合成和降解紊乱[29]。
阮丽萍等[30]研究表明：在OA大鼠中，IL-1β、TNF-α的升高和IL-4、IL-10的降低，致使Th1／Th2升高，从而抑制了软骨的自噬水平。而软骨细胞在软骨损伤以及重塑过程中起到维持内环境稳定的作用。故当软骨细胞受到抑制时，会进一步导致软骨细胞适应外界环境和自身防御反应的能力降低，损伤的细胞结构及大量氧自由基等活性氧化合物不能有效地被清除，细胞稳态发生变化，加速细胞老化。
3 总结
近年来研究表明，自噬参与多种疾病发生过程，如恶性肿瘤、神经退行性病变、机体固有免疫和适应性免疫应答、炎症反应以及自身免疫性疾病等。自噬参与自身免疫性疾病的发病机制并扮演着重要的角色。但其中确切的关系仍需进一步研究，促进或抑制自噬治疗自身免疫性疾病已成为研究热点。
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论文作者:李瑞丹,柴克霞
论文发表刊物:《医师在线》2017年12月下第24期
论文发表时间:2018/3/19
标签：细胞论文; 溶酶体论文; 性疾病论文; 诱导论文; 免疫论文; 受体论文; 软骨论文; 《医师在线》2017年12月下第24期论文;