自噬在類風濕關節炎發病機制中的作用進展

秦倩 青玉鳳 周聞君 王聃 熊琴 楊小紅

[摘要] 類風濕關節炎是一種慢性、炎性自身免疫性疾病，其發病機制尚未完全明確。自噬廣泛存在于真核生物中，是維持細胞內正常生理活動及穩態的一種代謝過程，其異常與多種疾病發生、發展相關，近年來受到廣泛關注成為研究熱點之一。自噬可通過多種途徑影響類風濕關節炎的發生、發展，本文就此進行綜述。

[關鍵詞] 類風濕關節炎;自噬;發病機制;綜述

[中圖分類號] R593.22 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-7210（2019）10（a）-0059-04

Progress in the role of autophagy in the pathogenesis of rheumatoid arthritis

QIN Qian1 ? QING Yufeng2 ? ZHOU Wenjun2 ? WANG Dan2 ? XIONG Qin3 ? YANG Xiaohong1，4

1.Department of Microbiology and Immunology， College of Basic Medical Sciences， North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong ? 637000， China; 2.Department of Rheumatology and Immunology， Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong ? 637000， China; 3.Department of Geriatrics， Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong ? 637000， China; 4.Party Committee Office， the Second Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College， Sichuan Province， Nanchong ? 637000， China

[Abstract] Rheumatoid arthritis is a chronic， inflammatory autoimmune disease， its pathogenesis is not yet fully clear. Autophagy widely exists in eukaryotes. It is a metabolic process that maintains normal physiological activity and homeostasis in cells. Its abnormalities are related to the occurrence and development of many diseases. In recent years， autophagy has attracted wide attention and become one of the research hotspots. Autophagy can affect the occurrence and development of rheumatoid arthritis in many ways. This article reviews this aspect.

[Key words] Rheumatoid arthritis; Autophagy; Pathogenesis; Review

類風濕關節炎（RA）是一組以多關節滑膜炎為主的自身免疫性疾病，病理改變為滑膜細胞增殖、釋放炎性因子沉積在關節及軟骨導致關節腫痛、畸形和功能喪失。自噬是一種廣泛存在于真核生物細胞中高度保守的生理過程，可維持細胞穩態并提供能量[1]。研究發現，自噬與腫瘤、代謝紊亂、自身免疫性疾病等發生密切相關[2-4]，本文主要對自噬在RA發病機制中的作用進行綜述。

1 自噬概述

自噬廣泛存在于真核生物細胞中，通過分解自身組分維持細胞內正常生理活動及穩態。根據自噬體膜形成和運輸方式的不同，將自噬分為分子伴侶介導的自噬（CMA）、微自噬、巨自噬[5]三種。其中巨自噬目前研究較多，亦為本文所述的自噬，其過程概括為細胞內的異常蛋白質或受損細胞器誘導細胞質內形成具有雙層膜結構的自噬前體;自噬前體包裹目標物質形成自噬體;自噬體與溶酶體結合形成自噬溶酶體;自噬溶酶體釋放水解酶消化胞內物質[6]。

2 自噬的分子機制

自噬在自噬體的形成和成熟過程中受到多種因素的調節，其中最重要的調節通路為雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路，它可以負向調節自噬[7-10]。

Unc-5樣激酶1（ULK1）是自噬相關基因（Atg）1在哺乳動物中的同源物，是自噬啟動的關鍵蛋白[11]。ULK1可直接調節前自噬體的形成，并與自噬相關蛋白Atg13、Atg31、Atg29形成前自噬體的核心結構。ULK1在體內主要以ULK1復合物形式發揮作用[12]，當受到外界壓力（如饑餓、應激）時，未被磷酸化的ULK1蛋白增加，并與Atg13結合形成Atg1-Atg13，隨后結合到Atg17-Atg29-Atg31復合物上，招募其他自噬蛋白，啟動細胞自噬[13]。另有研究發現，Atg101同樣參與了ULK1復合物的形成，其作用為穩定Atg13、ULK1蛋白在ULK1復合物中的位置[14]。

Beclin-1是Atg6的同源物，包括Bcl-2同源結構域3（BH3）、中央螺旋區（CCD）和進化保守區（ECD），自噬調控蛋白可與Beclin-1在上述區域結合，使自噬相關基因著陸在自噬體膜上，調控自噬水平[15]。BH3結構域位于N端，通過與Bcl-2結合降低自噬激活程度;CCD結構域位于中間，其可與紫外線輻射誘導相關基因結合，促進自噬膜的形成;C端為進化保守結構域，與Vps34（PI3KC3同源物）結合形成Vps34-Beclin-1復合物，被Atg14定位到自噬體上，產生磷脂酰肌醇3-磷酸（PI3P）招募自噬相關蛋白促進自噬體的形成調節自噬水平[16]。

腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）是一種活性受AMP調節的蛋白激酶，根本作用是促進ATP生成，維持機體能量平衡[17]。AMPK對自噬的調節是雙向的，AMPK通過檢測細胞內AMP/ATP細胞壓力（是否低糖或缺氧）[18]，若比值增大，AMP即與AMPK結合磷酸化并激活AMPK，促進其下游靶點（包括ULK1）磷酸化誘導自噬[19]，AMPK還可磷酸化mTORC1中的支架蛋白，抑制mTOR功能，增強自噬[20]。同時，AMPK本身也是ULK1的一個靶分子，ULK1可以通過負反饋調節抑制AMPK活性終止自噬信號的傳遞[21]。

除上述分子外，p53與p62也被證明與自噬密切相關。p53蛋白在細胞質中對自噬起抑制作用，在細胞核中起促進作用[22]。p62可作為媒介，促進底物與自噬小體結合，啟動細胞自噬[23]。

3 自噬與RA

3.1 自噬與免疫細胞

胸腺上皮細胞（TECs）向幼稚T細胞提呈自身胞漿抗原對T細胞陰性選擇獲得對自身免疫耐受的CD4、CD8單陽性細胞至關重要[24]，Mizushima[25]發現，在胸腺選擇過程中TECs自噬水平增加，自身胞漿抗原通過自噬進入溶酶體參與MHCⅡ類分子加工與合成[26]，Atg5陰性胸腺小鼠模型中，T細胞抗原受體（TCR）與MHCⅡ類分子的結合發生異常[24]。以上研究表明，自噬可能參與了淋巴細胞庫的建立，自噬缺陷與自身免疫耐受性喪失密切相關，會引起包括RA在內的多種自身免疫性疾病的發生。

獲得性免疫中，大多數效應T細胞在發揮效應后死亡，但有部分繼續存活成為記憶T細胞。記憶T細胞再次接觸抗原時會作出迅速有效的反應，此反應對抗繼發性感染十分重要，對自身抗原卻非常不利，甚至會導致自身免疫性疾病的發生[27]。最近一項研究提出，RA患者T細胞存在“自噬記憶”，通過調節糖酵解和脂肪酸合成途徑基因，使記憶T細胞和效應T細胞保持更高的自噬率，具有代謝優勢長期存活，最終導致關節炎[28]。

實驗發現，RA患者外周血淋巴、單核和中性粒細胞中自噬體熒光強度顯著高于正常人，且其強弱與RA炎癥呈正相關，當患者病情得到緩解后，發現其自噬水平也隨之降低[29]。同時，在RA滑液中發現中性粒細胞自噬相關蛋白LC3表達升高，滑液中白細胞介素（IL）-6、IL-8、IL-10和單核細胞趨勢蛋白（MCP）-1濃度也升高，猜測上述因子可能通過細胞因子-細胞因子受體相互作用和IL-17信號通路介導RA中性粒細胞自噬[30]。

3.2 自噬與RA成纖維樣滑膜細胞（FLS）

RA的主要病理特點為滑膜細胞異常增生，RA的FLS可產生多種細胞因子、趨化因子和基質降解酶，參與關節炎癥和骨質破壞，是RA發病機制中的重要組成部分[31]。FLS產生大量蛋白質，當未折疊或錯誤折疊的蛋白質在內質網積聚至一定程度時，會造成內質網應激狀態，導致細胞自噬增加[32]。另外，RA患者FLS會產生大量腫瘤壞死因子（TNF）-α，后者能有效地誘導LC3-Ⅱ、Beclin-1和p62等自噬相關基因的表達與活化，提高RA患者FLS的自噬水平;使用TNF-α抑制劑作用于FLS，發現FLS凋亡明顯增加[33]。自噬可以及時清除受損、衰老的FLS，減少其凋亡，使炎癥持續存在，加重RA病情。

3.3 自噬與RA骨破壞

破骨細胞是造成骨吸收的主要細胞，主要參與RA患者的骨和關節破壞。研究發現，RA破骨細胞自噬活性增強，Beclin-1和Atg7表達增高，且過表達Beclin-1可以誘導破骨細胞自噬，增強破骨細胞對骨的吸收，而抑制自噬可以阻止破骨細胞分化[34]。RA中TNF-α可以激活自噬，并調節破骨細胞分化和骨吸收[35]。T、B細胞和FLS產生核因子受體激活劑配體，并與受體結合，上調自噬促進破骨前體細胞分化為成熟破骨細胞[36]，而抑制自噬可以阻斷小鼠單核/巨噬細胞的破骨作用，敲除自噬底物p62也會降低破骨過程中相關基因的表達[37]。自噬可以通過破骨細胞增加RA骨破壞，加重關節癥狀。

4 自噬與瓜氨酸肽

瓜氨酸肽在RA發病機制和自身抗體的產生中起著至關重要的作用，抗環瓜氨酸（CCP）抗體存在常與RA預后不良相關[38]，從RA患者中純化的抗CCP抗體不僅能在體外誘導人破骨細胞分化，還能在小鼠體內引起骨的丟失[39]。研究證明，自噬對瓜氨酸肽的表達和抗CCP抗體的產生密切有關，抗原提呈細胞需要通過自噬才能成功表達瓜氨酸蛋白[40]。在RA患者的FLS中，某些瓜氨酸蛋白，如波形蛋白和α烯醇化酶，在自噬誘導劑處理后，表達量增加[41-42]。這些實驗表明，自噬可能通過維持瓜氨酸肽的生成參與了自我耐受的破壞，導致RA的發生。

5 其他

研究發現，自噬會使RA患者FLS對甲氨蝶呤（MTX）治療產生抵抗。用MTX體外刺激骨關節炎（OA）與RA患者FLS，發現RA-FLS死亡率明顯低于OA-FLS，MTX可以通過增強HMGB1和Beclin-1的表達上調自噬刺激RA-FLS自噬，增加FLS存活率;抑制Beclin-1表達，可增加FLS對甲氨蝶呤的易感性，導致FLS死亡增加[43]。地塞米松可增加軟骨細胞內活性氧（ROS）水平，上調自噬，促進軟骨退變[44]。

6 小結與展望

綜上所述，自噬對RA的影響是多方面的。但其相關機制研究還停留在表觀層面，深入探究定會有助于進一步認識RA發病機制，同時為尋找新的治療靶點提供理論、實踐依據。

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（收稿日期：2019-06-06 ?本文編輯：李亞聰）