自噬在非酒精性脂肪肝发病机制和治疗中的作用

李宗泽 张雯婷 李 润 沈婧怡 张晨鸣 姚 立

非酒精性脂肪肝（NAFLD）是指包括非酒精性单纯性肝脂肪变、非酒精性脂肪性肝炎肝硬化和肝细胞癌的一系列肝病[1]。全球约25%的人群患有此病[2]，并且NAFLD 患病数在我国逐年上升。目前NAFLD逐渐被认为是与代谢紊乱相关的多系统疾病，国际专家小组建议将其更名为代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）[3-4]。自噬是细胞内的一种分解代谢过程，细胞内的物质、受损的细胞器或病原体被递送至溶酶体，并被溶酶体水解酶消化以产生核苷酸、氨基酸、脂肪酸、糖和三磷酸腺苷（ATP），并最终再循环至细胞质中重新利用。这种由溶酶体介导的细胞自我消化具有重要的生理作用，如对物质循环利用以适应代谢压力，清除细胞内错误折叠的蛋白及受损的细胞器等潜在的有害物质等。根据底物进入溶酶体途径的不同，一般将自噬分为三类：巨自噬、分子伴侣介导的自噬（CMA）和微自噬。自噬与NAFLD 的发病机制高度相关，包括调节细胞胰岛素敏感性，细胞脂质代谢存储，介导肝细胞对刺激的抵抗能力，防止先天免疫反应的过度激活等。本文综述自噬在NAFLD进展中的作用以及自噬相关治疗的最新进展。

1 自噬与肝脏脂质淤积

NAFLD 的主要特征是脂肪变性，表现为肝细胞内脂滴（LD）中三酰甘油（TG）和胆固醇的过度积累。自噬在肝脏内脂质代谢过程中具有重要作用，其中以巨自噬和CMA 为主。

1.1 巨自噬对脂质淤积作用 肝细胞处于饥饿状态下会消耗细胞内以LD 形式储存的脂质。应激时，自噬通过将LD 的脂质运送到溶酶体中进行降解产生游离脂肪酸[5]。大量动物实验证实，肝细胞巨自噬可防止脂肪淤积肝细胞内。自噬相关基因（Atg5和Atg7）的敲除和药物（3-甲基腺嘌呤）的抑制作用，都可以增加肝细胞中脂质含量，增强内质网应激[5-7]。相反，腺病毒诱导的Atg7 过表达可以增加自噬相关蛋白表达，有效抑制肝脂肪变性、内质网应激和胰岛素抵抗[7-8]。巨自噬参与调节脂质代谢机制可以存在于多个方面，例如调节肝细胞脂质储存，调节影响脂质代谢的载脂蛋白B 的降解等[9]。

1.2 CMA 对脂质淤积作用 CMA 在调节肝脂肪代谢中也有重要的作用。CMA 一般通过脂质代谢中的关键酶（如脂肪生成酶）来调节脂质在肝脏内的蓄积[10]。此外，研究还发现，CMA 可以通过降解脂滴相关蛋白PLIN2和PLIN3 来调节细胞内脂质存储的动员[11]。CMA通过清除和降解脂滴相关蛋白PLIN2和PLIN3 有助于脂质核心接近胞质中的脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）。同时，CMA 有助于自噬小体的蛋白质锚定在LD 上，使其传递至溶酶体进行降解，促进巨自噬的作用。因此当CMA 异常时，同样会影响脂质代谢。

1.3 脂质淤积对自噬作用 巨自噬或CMA 的减弱会导致脂质在肝细胞内淤积，影响肝脂肪变性，导致NAFLD 发展及加剧。并且研究还发现，脂质淤积也会反作用于自噬功能，造成自噬能力下降。脂质对肝细胞的脂肪自噬作用同样有抑制效果，可能机制包括自噬基因表达降低，降解的溶酶体酶水平降低和自噬体与溶酶体的融合能力受限[12-13]。

肝脏自噬在脂质代谢中的重要作用，生理状态下的自噬对维持肝内脂质正常含量有重要意义。自噬失调会导致肝内脂质淤积增加，并且肝内脂质淤积会进一步加重代谢功能障碍，从而造成恶性循环，促使疾病发生和进展。

2 自噬保护肝细胞

在NAFLD 发展过程中，肝脏炎症、肝细胞损伤和死亡是肝脏疾病进展至非酒精性脂肪性肝炎（NASH）甚至肝脏纤维化的重要病理因素。尽管肝细胞损伤、死亡的机制尚不明确，目前认为氧化应激和炎性细胞因子释放等因素发挥主要作用。自噬可能通过肿瘤坏死因子（TNF）和氧化剂调节肝细胞死亡途径，也可以通过清除功能受损的细胞器或蛋白质来避免肝脏死亡。

巨自噬是保护肝细胞的重要形式。巨自噬通过清除错误折叠的蛋白质、过多的脂质和受损的细胞器（如线粒体）来减少氧化应激等，并供给细胞能量，从而防止肝细胞死亡。研究发现，巨自噬具有多种保护机制，它可以激活肝细胞抵抗多种损伤，通过调控JNK通路抵抗超氧化物的氧化应激[14]，调控ALK 途径抵抗脂多糖（LPS）诱导的损伤[15]。抑制肝细胞死亡受体途径是另一种保护肝细胞的重要机制，巨自噬可以通过抑制TNF和Fas 导致的细胞凋亡[16]，从而减缓NAFLD 进展。CMA 也可以保护肝细胞，敲除LAMP-2A 可加重小鼠肝损伤[10，14]，其作用可能与抗氧化应激和减少脂质淤积造成的损伤有关。当肝脏中的氧化应激增加时，CMA 会激活并选择性清除受损的蛋白质[17]。CMA 受到抑制时会导致蛋白稳态丧失和氧化蛋白聚集体的积累，造成慢性氧化应激持续损害肝脏[18]。

3 自噬与肝先天免疫

除肝细胞外，肝脏内的其他细胞依靠不同的病理生理方式影响NAFLD 的进展。先天免疫反应也对NAFLD 造成的炎症反应有着一定的影响。自噬是巨噬细胞调节该功能的重要方式。

巨噬细胞自噬可以明显影响病原体识别受体[19]。许多Toll 样受体（TLR）的配体与肝脏脂肪相关疾病的发病机制有联系，常见的有饱和脂肪酸和脂多糖等。TLR-4 属于Toll 样模式识别受体家族，具有防御外界病原体入侵的作用。TLR-4与内毒素的相互作用导致多种促炎性介质的释放，从而诱导肝损伤和纤维化[20]。此外，在高脂质喂养ATG-5 基因敲除的小鼠实验中发现，自噬的抑制会影响巨噬细胞极化，加重炎症和肝损伤。在小鼠的原代骨髓巨噬细胞和Kupffer细胞中均可以发现促炎性的M1 型增加和抗炎性的M2 型减少[21]，表明自噬可以调节巨噬细胞极化，从而有消除炎症，减轻肝脏损伤的作用。而在急性肝毒性损伤模型中，巨噬细胞自噬的缺陷会加重肝损伤。随着自噬的减退，炎症反应增强，炎性小体活化产生大量的白介素-1β（IL-1β）导致肝损伤，表明巨噬细胞通过自噬抑制IL-1β 的产生来限制急性肝毒性损伤[22]。

4 自噬与NAFLD 治疗

自噬失调广泛参与NAFLD 病理生理进展，因此恢复自噬的正常功能对于NAFLD 的治疗具有重要意义。其治疗作用包括减少肝细胞脂质蓄积、恢复胰岛素敏感性、减轻肝细胞损伤和肝脏内过度的炎症反应等，最终达到缓解症状和改善预后的目的。

4.1 针对自噬的药物治疗 研究发现，卡马西平、雷帕霉素均可增强肝细胞巨自噬，并且证实其可以减少脂肪变性和改善胰岛素敏感性[22]。依泽替米贝在临床上用于降低胆固醇水平，近年也被发现可以通过PRKA 激活和TFEB 核易位诱导自噬，从而改善小鼠的脂肪变性、减轻炎症和纤维化[23]。塞来昔布作为环氧化酶-2（COX-2）抑制剂，具有调节NF-κB 途径、抑制非经典Wnt信号通路从而减轻肝脏炎症和脂肪变性等作用，对于治疗肝脏脂肪代谢性疾病有良好的前景。研究发现，其还具有恢复自噬通量从而缓解NAFLD 的作用[24]。甲状腺激素是机体内重要的激素，可以通过刺激自噬而增加肝脂质分解代谢[25]。因此，抑制甲状腺激素分泌和敏感性的药物或许可以用于NAFLD 的治疗。

此外，多种植物提取物被报道对于诱导自噬增强和减轻NAFLD 症状有效。例如，咖啡因在小鼠实验中被证实，可以通过自噬溶酶体途径刺激肝脏脂质代谢减轻肝脂肪变性[26]。中草药提取物也逐渐成为新型的NAFLD 治疗药物。研究表明，表没食子儿茶酸酯具有抗氧化和抗炎的作用，并且能通过上调低密度脂蛋白受体（LDL-R）、激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、调节肝组织固醇调节元件结合蛋白（SREBPs）改善脂质代谢和胰岛素抵抗，从而改善NAFLD[27]。蕃蓣皂苷具有促进肝脏脂肪代谢、抗氧化应激，调节炎症，调节丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和诱导自噬的作用[28]。白藜芦醇、枸杞多糖、辣椒素等植物提取物也被证明可以通过自噬途径改善NAFLD[1]。尽管植物提取物的分子机制可能未完全阐明，并且需要进一步临床前期和临床研究，但仍是非常值得期待的疗法。

4.2 生活方式干预 生活方式干预对自噬有着积极的调节作用。运动被认为是一线的治疗方法[29]，运动可以显著降低FABP1表达，从而调节自噬溶酶体，起到减轻肝脂肪变性的作用，长期运动可以预防NAFLD 的发生[30]。饮食改变也是一项可能的治疗方式。研究表明，限制食物和能量的摄入，可以诱导自噬和预防代谢综合征[31-32]。尽管生活方式干预可以显著改善疾病，1 年内体质量减轻3%～5%可以逆转单纯性脂肪肝，体质量减轻7%～10%能显著降低血清氨基酸转移酶水平并改善NASH，减重并维持1 年可以逆转NAFLD 进程中的肝纤维化[33]，但是目前患者对生活方式干预的积极性和长期坚持表现仍有提升空间，因此包括营养和康复的多学科联合策略至关重要。随着“健康中国2030 计划”的实行，相信将来NAFLD 的流行将会得到一定的控制[34]。

5 小 结

自噬在机体正常生理活动中不可或缺，对细胞的病理生理过程具有重要意义。随着自噬在NAFLD中的作用机制不断探明，自噬相关的治疗方法也不断出现，多种西药、中草药提取物以及生活方式干预被不断证明对NAFLD 有重要的调节作用。尽管仍存在亟待解决的问题，如NAFLD 作为治疗靶点的确切作用以及寻找安全且选择性靶向自噬的药物成分。但是自噬作为一个新兴的研究方向，在肝脏脂肪代谢相关疾病中的作用仍有研究潜力，靶向自噬的治疗方法值得进一步发掘和完善。