细胞自噬在银屑病中的作用及中药调控自噬研究进展

杨扬，郑淇，姜文成，谢韶琼，唐苏为

（上海市皮肤病医院，上海 200443）

1 细胞自噬概述

1.1 细胞自噬的概念 细胞自噬（Autophagy），也被称之为Ⅱ型程序性细胞死亡，指的是受到外界环境的干扰，细胞在溶酶体的作用下，降解自身受损、衰老以及变性的大分子物质与细胞器，从而实现自我消化的过程。

在细胞中，自噬即为重要的自我保护机制，在真核细胞内广泛存在，对于细胞生存与死亡起到了一定的调节作用。同时也是细胞实现自我更新以及能量代谢的重要机制，在许多生理病理过程中均有所参与，可以使机体内稳态得以维持。而且也是一种分解代谢途径，相对比较保守，对于细胞器以及中大型蛋白质复合物来说，将会产生降解的作用。这一进程的核心机制是通过形成一个双层膜包裹的囊泡——自噬体，将其中隔离的内容物交付给溶酶体并降解[1-3]。物质在进行降解之后，通过溶酶体膜进入到了细胞浆，呈现为循环的状态。所以，在细胞蛋白的动态平衡方面，自噬起到了不容忽视的重要作用。

1.2 自噬的细胞学分类 根据细胞内物质运输到溶酶体的方式以及生理功能的差异，哺乳动物的细胞自噬可以分为3种类型：大自噬/宏自噬（Macroautophagy），小自噬/微自噬（Microautophagy）和分子伴侣介导的自噬（Chaperone-mediated autophagy，CMA）。①大自噬：也是比较常见的一种，对于错误折叠的蛋白质与受损细胞的细胞器可以起到介导消除的作用[4-5]。在典型饥饿诱导的自噬过程中，3型磷脂酰肌醇-3-激酶（Class Ⅲ PI3K）、Beclin 1（酵母中也称为Atg6）和泛素样偶联反应诱导自噬体形成[6]。而损伤诱发的自噬和线粒体自噬途径不依赖于PI3K/自噬基因Beclin 1，常常被称作非经典的诱导途径。上述2种途径都需要Atg8家族蛋白与自噬体膜上磷脂酰乙醇胺的共价缀合[7]，其他自噬相关蛋白如（Atg4、ATG12、Atg5、Atg16）也参与这些途径的调节。自噬体最终与溶酶体融合，在溶酶体中，自噬体的内容物经由酸性溶酶体水解酶（如Cathepsin）降解[8]。②微自噬：介导胞质成分直接吞噬进入溶酶体的降解，主要依靠溶酶体膜或细胞突起的向内折叠[5]。③分子伴侣介导的自噬：这一途径极其复杂，关系到HSC70复合体所产生的特异性识别，在其底物蛋白质中，则包括与之相关的识别信号，从而与伴侣分子相结合，最后产生了CMA底物蛋白/分子伴侣复合物[5，9]。移动至溶酶体膜结合蛋白，在识别之后，与CMA受体相结合，并进入细胞。如果识别出了底物蛋白，则会将其展开，并在溶酶体HSC70伴侣的影响下，穿透过溶酶体膜。CMA是显著不同于其他类型的自噬过程，因为其特异性介导单个蛋白穿过溶酶体障碍[10]。

自噬在生理病理中发挥着巨大的作用，已经成为机体正常生理功能的维持和病理现象的发生中的重要机制。相关研究结果显示，自噬会对以下几项因素产生影响，包括细胞的生存、生长以及凋亡等，与多种疾病存在密切的相关性。

2 细胞自噬与银屑病

2.1 自噬与银屑病中免疫细胞的关联 银屑病为慢性炎症性疾病，并且由免疫介导。其是一种多因素疾病，受遗传和环境因素的影响，主要侵犯青壮年，无传染性[11]。现阶段，并未完全明确具体的发病机制，许多专家学者提出，该病的发病机制主要体现在两个方面，即T淋巴细胞与相关的细胞因子。越来越多的证据表明，炎性CD4阳性T细胞及辅助T细胞（Th17）通过产生白细胞介素-17（IL-17）在自身免疫和变态反应的发展中起关键作用，并在银屑病中表达升高[12]。研究表明，IL-17A刺激的角质形成细胞激活Ⅰ类磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素靶体蛋白（PI3K/AKT/m TOR）信号传导通路，并通过同时抑制自噬小体形成和增强自噬通量来抑制自噬，通过激活PI3K/AKT/m TOR通路从而抑制自噬被认为是治疗IL-17A介导的银屑病的一种方法[13]。

研究结果表明，与正常对照组相比，该症患者有显著增高的Th17与调节性T细胞（Treg）比例，因此可以得出，二者的平衡在该病的发病中有不可忽略的作用[14]。还有研究结果显示，腹膜内予以二甲双胍治疗，能够使急性移植物抗宿主病得到改善，同时也可以缓解致死性的临床严重性。此外，二甲双胍处理的Th17通过增强的自噬作用转化为Treg[15]。因此，随着Th17的减少以及Treg的增多，也有效提高了自噬能力。

2.2 自噬干预慢性炎性反应 自噬可通过先天性和获得性免疫系统干预慢性炎性反应。由于ATG16L1基因有多态性，导致寻常型银屑病的发生率有所增长。对于ATG16L1蛋白来说，也是自噬必需具备的大蛋白复合体[12]。ATG16L1缺乏影响信号通路上的自噬机制，这些信号通路调节细胞因子的产生，并导致有毒的受损蛋白质和细胞器的积累，从而导致细胞死亡、组织损伤和慢性炎性反应。

除此之外，针对ATG16L1基因产物而言，基于自噬机制介导的条件下，在抗原呈递以及细菌处理等方面均起到了重要影响，当发生细菌感染之后，将会导致银屑病的症状更为严重。Lee等[16]的研究结论表明，角质形成细胞，基于自噬负反馈为依托，对支架蛋白p62表达起到调节作用，将p62基因敲除之后，有利于减少细胞增长，对于炎性细胞因子产生抑制作用。Mahil等[17]的研究结果表明，银屑病危险基因AP1S3发生突变之后，将会增强基因SQSTM1的表达，最后在角质形成细胞中，导致上调IL-36，从而产生皮肤炎性反应。Olufolake等[18]提出，患者在患有银屑病之后，其皮肤中的自噬标志物表达会有所下降，包括微管相关蛋白轻链3（LC3）、unc-51样激酶1（ULK1）等，自噬受损，或者面临被阻断的情况，因此可以得出，在表皮屏障功能的维持方面，自噬起到了重要影响。

所以，在对银屑病进行治疗时，自噬药理学上调有十分显著的效果。很多一线药物在治疗该病时，均可以诱导自噬的活化，比如说维甲酸类以及维生素D类似物等[19-20]。

3 中药调控细胞自噬的相关研究

3.1 系统性红斑狼疮（SLE） 凡慧等[21]发现滋阴清热方（生地、丹皮、青蒿等）能显著提高狼疮模型小鼠肾组织自噬基因Atg16L1的表达水平，从而发挥治疗作用。推测SLE的病理机制中可能存在某种机制限制了Atg16L1基因的表达，不能对免疫炎性反应产生负调节作用，这也可能是SLE免疫炎性反应进行性加重的原因之一，而滋阴清热中药则解除了ATG16L1基因表达的限制因素，从而显著提高狼疮模型鼠肾组织ATG16L1基因表达水平，发挥治疗SLE的作用。

雷公藤甲素（TP），是一种有多种生物活性的二萜内酯，来源于中药雷公藤的根。由于其良好的抗炎及免疫调节作用，已被广泛用于治疗各类免疫疾病。TP能影响多种肿瘤细胞自噬，吴艮艮等[22]采用不同浓度的TP处理经R848诱导的RAW264.7细胞细胞过度自噬形成SLE模型后，结果发现自噬相关蛋白LC3Ⅱ/Ⅰ、p62的表达皆显著下降，且差异有统计学意义（P＜0.05）。说明TP能够抑制R848诱导的自噬。

3.2 白癜风 积雪草是伞形科多年生草本匍匐植物，含有三萜类化合物，即积雪草酸、羟基积雪草苷或羟基积雪草苷。积雪草有抗炎、改善记忆、抗癌、抗肝癌和抗氧化作用。积雪草也可用于治疗皮肤病，如表皮脱落、增生性瘢痕、湿疹、伤口愈合、银屑病和硬皮病[23]。凌雨婷等[24]在过氧化氢引发的氧化应激条件中，通过透射电子显微镜显示用羟基积雪草苷治疗的黑素细胞形成了自噬泡，羟基积雪草苷可上调氧化压力下LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值。采用羟基积雪草苷在一定浓度下抑制了黑素细胞树突的回缩，提高了膜电位并减少了（Ca2+）的积累，减弱了线粒体的损伤，增强了自噬活动。

3.3 银屑病 中药在治疗银屑病方面有悠久的历史。近年来，相关研究结果表明，中药可以对银屑病中的细胞自噬产生诱导作用。银屑灵2号方（PSORI-CM02）是在国医大师禤国维教授研究的银屑灵片基础上优化得到的。银屑灵片（由莪术、肿节风等组成）是禤国维教授历经数十年的研究，经常长时间的探索与实践出来的经验方。经过优化的PSORI-CM02由莪术、赤芍、草珊瑚、五味子和乌梅组成。

在免疫炎性反应方面，通过对处方优化为PSORI-CM02颗粒进行深入研究后发现，PSORICM02对人永生化角质形成细胞（HaCaT）细胞有抗增殖活性，并且可以调控Th17细胞与CD4+Foxp3+Treg细胞之间的平衡，同时减轻咪喹莫特（IMQ）诱导的银屑病小鼠中炎性反应[25]。在对自噬的调控方面，PSORI-CM02在HaCaT和IMQ诱导银屑病小鼠内上调自噬相关基因的表达，包括Beclin 1、Atg5、Atg7、Atg12和Atg 3。在使用自噬抑制剂3-MA后，发现PSORI-CM02的增殖抑制减轻了，提示PSORI-CM02通过诱导自噬抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）刺激HaCaT细胞构建的银屑病细胞模型的增殖[26]。

4 总结与展望

目前，自噬已成为银屑病研究领域的新热点，但有关中药对银屑病的细胞自噬调控相关研究较少。相对应于自噬在银屑病发生发展中的复杂角色，中药的作用亦有多面性，而其如何在银屑病中调控自噬的具体作用机制有待进一步研究。通过对自噬的深入研究，可以为银屑病的治疗提供一个全新的方向，自噬可能成为治疗银屑病的一个新的靶点，中药诱导细胞自噬的研究将为银屑病中药新药的研发提供新的方向。