自噬在類風濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病中的作用

黃焱平 姚磊 李芬 劉梅梅

（安徽醫(yī)學高等?？茖W校人體解剖學與組織胚胎學教研室，安徽 合肥 230601）

一、前言

類風濕性關(guān)節(jié)炎是一種全身性自身免疫性疾病，特征為慢性破壞性關(guān)節(jié)病變，臨床上以關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、僵硬、畸形等癥狀為主要表現(xiàn)。病變遷延，導致患者致殘率較高，長期會引起患者的關(guān)節(jié)畸形，甚至功能喪失，是臨床上較為常見的難治病。自噬（autophagy）是細胞內(nèi)溶酶體介導的降解過程，自噬降解的底物為細胞內(nèi)異常的蛋白質(zhì)或受損的細胞器，其經(jīng)過為吞噬自身異常胞質(zhì)蛋白或受損細胞器，使其包被進入囊泡，并與溶酶體融合形成自噬溶酶體，最終將其所包裹的內(nèi)容物進行降解，從而達到實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器更新的目的。線粒體是細胞進行氧化磷酸化的主要場所，生成的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）是細胞生命活動的主要能量來源，線粒體受損后，會釋放活性氧（reactive oxygen species，ROS）或細胞凋亡因子，造成細胞損傷或凋亡。因此只有及時清除受損的線粒體，才能維持細胞的正常運轉(zhuǎn)，細胞清除受損的線粒體就叫做線粒體自噬[1]。研究顯示，自噬功能缺陷與機體多種疾病，如自身免性疫病、惡性腫瘤和神經(jīng)退行性疾病等疾病相關(guān)。本文主要綜述自噬在RA 發(fā)病機制中的研究進展。

二、自噬與線粒體自噬

（一）自噬

自噬主要為從胞質(zhì)蛋白質(zhì)到細胞器的各種細胞質(zhì)成分的靶向溶酶體降解，當細胞器衰老或胞質(zhì)蛋白質(zhì)受損無法修復(fù)時，會被遞送至自噬囊泡內(nèi)，并與溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體，繼而降解其所包裹的內(nèi)容物，而蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物氨基酸可被重新利用，因而自噬是細胞穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)劑。自噬是一種細胞自我保護的機制，可以防止細胞免受營養(yǎng)缺乏、氧化應(yīng)激、細胞內(nèi)細胞器損傷和損傷胞質(zhì)蛋白堆積等的干擾 。自噬一般可以分為三種：（1）巨自噬（macroautophagy），為溶酶體降解細胞內(nèi)功能異常的細胞器和胞質(zhì)內(nèi)蛋白等；（2）微自噬（microautophagy），為溶酶體直接、主動吞噬胞漿成分；（3）分子伴侶介導的自噬（chaperone-mediatedautophagy），具有一定的選擇性，需要Hsc70 等分子伴侶介導，胞質(zhì)蛋白底物由分子伴侶介導轉(zhuǎn)位進入溶酶體[2]。

（二）線粒體自噬

線粒體自噬（mitophagy）屬于選擇性自噬，是細胞自噬裝置對線粒體的靶向吞噬和破壞，在低氧、饑餓、氧化脅迫和去極化等因素的干擾下，細胞內(nèi)線粒體去極化，線粒體損傷而無法修復(fù)，受損的線粒體可通過自噬被有選擇性地進行清除。有研究表明[3]，mitophagy 包括兩個步驟，即“兩步模型”。（1）線粒體自噬的第一步，受損線粒體和自噬相關(guān)基因（autophagy-related gene，ATG）聚集于自噬小體形成的上游蛋白處，受損的線粒體外膜蛋白激活 Parkin 介導的泛素化反應(yīng)，泛素化的線粒體進而結(jié)合 ATG 上游蛋白，并聯(lián)系自噬小體形成的發(fā)生位點，此過程不依賴于微管相關(guān)蛋白1（microtubule-associated protein 1）的輕鏈3-II 型（light chain 3-II，LC3-II），也不需要隔離膜的參與。（2）自噬小體形成，受損線粒體被吞噬、包裹，形成自噬小體，并與溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體，錯誤折疊的蛋白質(zhì)及受損線粒體最終被降解。第二過程中自噬小體的形成需要LC3-II，參與和連接線粒體LC3的接頭蛋白主要有NBR1 蛋白、p62 蛋白和optineurin 等。此外，在這一過程中，SMURF1 蛋白、FUNDC1 蛋白和Nix/BNIP3 蛋白等也發(fā)揮了非常重要的作用[4]。

（三）線粒體自噬機制

受損而不可修復(fù)的線粒體在進行選擇性清除的過程中，受體介導的線粒體自噬與受體蛋白的磷酸化或去磷酸化緊密相關(guān)[5]。線粒體內(nèi)膜上的PINK1 蛋白向線粒體外轉(zhuǎn)移并不斷聚集，從而激活胞質(zhì)中的E3 泛素蛋白連接酶Parkin[6]。激活的Parkin蛋白引起VDAC1 泛素化，并且可以被信號接頭蛋白P62/SQSTM1 識別，繼而連接溶酶體吞噬膜表面的Atg8 家族同源蛋白，啟動線粒體自噬[7]。此外，定位于線粒體外膜上的FUNDC1 為三次跨膜蛋白，在FUNDC1 持續(xù)表達下也可進行線粒體自噬。FUNDC1跨膜蛋白具有保守的LIR 結(jié)構(gòu)域，可以和LC3 相互作用，從而引起在低氧情況下的線粒體自噬[8]。

三、自噬與類風濕關(guān)節(jié)炎

RA的基本病理改變是滑膜炎，增生的滑膜可侵襲關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨?；ぴ錾?，由滑膜細胞增生形成的成纖維細胞樣滑膜細胞（FLS）進入軟骨和骨表面，從而侵蝕關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨質(zhì)。

在RA 患者中，由于細胞的凋亡減少而使FLS 增生。RA-FLS 呈現(xiàn)出肌纖維細胞分化的現(xiàn)象，例如平滑肌肌動蛋白的表達增加和膠原的沉積增加，對滑膜纖維化有促進作用。在RA-FLS 中，多種機制賦予對細胞凋亡的抵抗性，包括促凋亡因子下調(diào)、抗凋亡因子水平增加和自噬增加等。體外研究顯示，RA-FLS 中的細胞凋亡率與LC3和beclin1 的表達呈負相關(guān)。此外，RA-FLS 中增加的自噬會促進RA 的滑膜炎發(fā)生。RA 患者體內(nèi)常檢測到瓜氨酸化形式的蛋白質(zhì)如聚集蛋白聚糖和II 型膠原蛋白。有研究表明[9]，自噬的增加可引起RA-FLS 中瓜氨酸化蛋白的產(chǎn)生，且RA-FLS 中LC3II 的水平與抗環(huán)瓜氨酸蛋白抗體的水平基本呈正相關(guān)。以上觀察結(jié)果顯示自噬作為持續(xù)的自身抗原產(chǎn)生、表現(xiàn)和識別的結(jié)果在RA 的發(fā)病和病情進展中具有非常重要的作用。在RA 中，骨穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉纸獯x表型，破骨細胞增加了骨的吸收，成骨細胞減少了骨的形成，導致了軟骨下骨與肥大滑膜界面的侵蝕。目前，罕見關(guān)于RA 關(guān)節(jié)軟骨細胞自噬的報道。但RA 和骨關(guān)節(jié)炎（OA）軟骨退變的病理生理學特點較相似，RA 軟骨細胞的自噬可能和OA 類似地失調(diào)，從而導致細胞死亡[10]?？傊?，多種細胞類型的功能失調(diào)性自噬，如滑膜成纖維細胞自噬，通過瓜氨酸化自身抗原的自體調(diào)節(jié)性表達以及成骨細胞和破骨細胞自噬的失調(diào)而激活T 細胞，是導致RA 的細胞功能和活性改變的關(guān)鍵。因此，以細胞特異性或組織特異性方式調(diào)節(jié)自噬是平衡RA 中多種細胞類型命運的關(guān)鍵[11]。

四、類風濕關(guān)節(jié)炎生物標記物

RA 的早期臨床診斷主要依賴RA 相關(guān)生物標記物，同時結(jié)合多種檢測結(jié)果進行科學篩選。類風濕因子（rheumatoid factor，RF）、多種自身抗體和抗瓜氨酸蛋白抗體（anti citrullinated protein antibodies，ACPA）等都是具有臨床診斷意義的RA 標記物。其中，ACPA 檢測是重要的診斷方法之一。在常規(guī)檢測中，與RA相關(guān)的，除C 反應(yīng)蛋白（CRP）和紅細胞沉降率（ESR）外，常用的檢測有抗環(huán)瓜氨酸肽（cyclic citrullinated peptid，CCP）抗體、抗核周因子（antiperipheral factor，APF）抗體和抗角蛋白抗體（anti-keratin antibodies，AKA）等，其中最常見的檢測抗體為抗CCP 抗體和AKA 抗體[12]。為了讓RA 的診斷更具準確性，需根據(jù)不同的標記物做出判斷，例如在炎癥中ESR 為非特異性，因而需將ESR 和CRP 相結(jié)合來加強RA 診斷的準確率。除了生物標記物以外，還有眾多細胞因子在RA 發(fā)病中扮演著重要的角色。如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte -macrophage colony stimulating factor.）、白介素（interleukin，IL）-1、IL-6、IL-8 等細胞因子，這些細胞因子在RA 患者體內(nèi)存在過度表達，浸潤到滑膜組織、軟骨組織和骨組織，參與滑膜炎癥的惡化[13]。

五、治療

RA 主張早期診斷、早期治療、聯(lián)合用藥，治療方案包括金字塔方案、鋸齒方案、下樓梯-橋方案等。根據(jù)藥物性能，治療RA 的常用藥物分為四大類，非甾體抗炎藥（NSAID）、改變病情的抗風濕藥（DMARD）、糖皮質(zhì)激素和植物藥等。通常在病程前三個月，早期使用抗風濕藥（DMARD），如甲氨蝶呤（MTX）、柳氮磺胺吡啶等與非甾體抗炎藥（NSAID）等聯(lián)合用藥，以盡早控制病情[14]。此外，關(guān)節(jié)置換術(shù)和滑膜切除手術(shù)，可有效的減少軟骨的損傷，提高晚期RA 患者的生活質(zhì)量。

六、展望

自噬，特別是線粒體自噬在細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)控中作用非常重要，同時，對維持機體免疫系統(tǒng)穩(wěn)定性也至關(guān)重要。目前，線粒體自噬的機制和途徑，以及線粒體自噬與機體疾病間的關(guān)系尚在研究中，線粒體自噬與RA 等自身免疫性疾病間的關(guān)系研究還不夠深入。線粒體自噬的發(fā)生機制、自噬在RA-FLS 類腫瘤樣異常增殖中的作用、自噬與凋亡的交叉調(diào)控機制等眾多問題還需進一步研究，從而為自身免疫性疾病的臨床治療提供一個新的方向。