從調(diào)節(jié)線粒體自噬角度探討消渴病滋陰清熱治法的科學(xué)內(nèi)涵*

原恩澤，辛?xí)择Y，韓 雪，趙 杰，溫偉波△

（1.云南中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650021；2.云南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，云南 昆明 650021）

基于《素問·奇病論》“此肥美之所發(fā)也，此人必?cái)?shù)食甘美而多肥也，肥者令人內(nèi)熱，甘者令人中滿，故其氣上溢，轉(zhuǎn)為消渴”的論述，現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)將糖尿病歸為消渴[1]，根據(jù)致病因果關(guān)系，認(rèn)為內(nèi)熱傷及本陰，故根本病機(jī)以陰虛為本，燥熱為標(biāo)[2-3]。隨著科技發(fā)展，中醫(yī)微觀辨證論治為中醫(yī)藥現(xiàn)代化起著推動(dòng)作用[4]。消渴病為脾胃運(yùn)化失常所釀生疾病，線粒體為能量代謝的微觀細(xì)胞器，本文通過介紹線粒體自噬的啟動(dòng)途徑和過程，以及線粒體自噬和2型糖尿?。═2DM）的關(guān)系，探討消渴病滋陰清熱治法的科學(xué)內(nèi)涵，以期為研究中醫(yī)微觀辨證論治消渴病提供理論依據(jù)和研究方向。

1 線粒體自噬過程

線粒體是細(xì)胞中產(chǎn)能的主要細(xì)胞器，在ATP生產(chǎn)、磷脂合成和運(yùn)輸?shù)饶芰看x過程中發(fā)揮作用。線粒體的質(zhì)量和數(shù)量是否處于穩(wěn)態(tài)維持對能量代謝至關(guān)重要。線粒體自噬作為一種選擇性細(xì)胞自噬機(jī)制，可以將細(xì)胞中受損或過剩線粒體清除，從而維持線粒體數(shù)量和功能的穩(wěn)態(tài)[5-6]。當(dāng)機(jī)體處于T2DM時(shí)，高血糖使線粒體三羧酸代謝超負(fù)荷，導(dǎo)致活性氧簇（ROS）生成過量，損傷線粒體，并引起線粒體內(nèi)膜電位降低，觸發(fā)線粒體自噬反應(yīng)[7]。目前發(fā)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，線粒體自噬主要通過PINK1/Parkin、FUDNC1、BNIP3/NIX 3種途徑啟動(dòng)[8-9]。受損或冗余線粒體被標(biāo)記后，在微管相關(guān)蛋白輕鏈3（LC3）及其互作結(jié)構(gòu)域（LIR）作用。經(jīng)標(biāo)記的線粒體聚集至雙層自噬囊泡，通過包裹、融合、吞噬的一系列過程，最后在自噬體內(nèi)被水解[10-12]。以上3種自噬途徑可分為泛素介導(dǎo)（PINK1/Parkin）和受體介導(dǎo)（BNIP3/NIX、FUDNC1）的線粒體自噬。

1.1 PINK1/Parkin PINK1/Parkin是目前關(guān)注度較高的線粒體自噬通路。當(dāng)氧化應(yīng)激造成線粒體損傷時(shí)，通過降低線粒體膜電位激活線粒體自噬。原本通過線粒體外膜轉(zhuǎn)位酶（TOM）進(jìn)入線粒體，在線粒體內(nèi)膜降解的PINK1，被錨定在線粒體外膜上并富集，通過啟動(dòng)自我磷酸化并招募Parkin，將Parkin上的Ser65磷酸化激活[13]，隨著Parkin水平降低和凋亡相關(guān)蛋白Bax/Bcl-2的激活，將外膜上的電壓依賴性陰離子通道蛋白1（VDAC1）與線粒體融合蛋白1（Mfn1）、線粒體融合蛋白 2（Mfn2）泛素化，然后在P62蛋白等含有的泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域的底物作用下，啟動(dòng)最后的吞噬降解過程[14-15]。

1.2 BNIP3/NIX BNIP3與NIX是位于線粒體外膜，表現(xiàn)出同源性的線粒體自噬受體[16-17]。與C端跨膜區(qū)吻合后錨定在線粒體外膜上，經(jīng)位于N端的LIR結(jié)構(gòu)與LC3發(fā)生協(xié)同作用以介導(dǎo)線粒體自噬的發(fā)生[18-19]。不同的是BNIP3在LIR基序附近Ser17和Ser24的磷酸化對BNIP3-LC3的結(jié)合發(fā)揮作用[20]；LIR基序附近的兩個(gè)串聯(lián)絲氨酸殘基Ser34和Ser35的磷酸化可穩(wěn)定NIX-LC3相互作用并促進(jìn)線粒體自噬[21]。

1.3 FUDNC1 FUNDC1是線粒體外膜上的蛋白，具有位于N端的典型LIR結(jié)構(gòu)。在缺氧狀態(tài)下，可與LC3結(jié)合進(jìn)而激活線粒體自噬[22]。研究發(fā)現(xiàn)[22-23]，F(xiàn)UNDC1介導(dǎo)的線粒體自噬通過位于LIR基序附近的Ser13和Tyr18殘基的磷酸化和去磷酸化來調(diào)節(jié)；并證實(shí)了缺氧狀態(tài)對FUNDC1途徑線粒體自噬的促進(jìn)作用：供氧正常時(shí)，位于LIR基序附近的Ser13及Tyr18磷酸化，F(xiàn)UNDC1與LC3無法正常結(jié)合；缺氧狀態(tài)下，介導(dǎo)Tyr18磷酸化的Src蛋白激酶失活，無法磷酸化，F(xiàn)UNDC1-LC3相互作用穩(wěn)定，使線粒體自噬正常啟動(dòng)；線粒體絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶PGAM5通過去磷酸化Ser13以增強(qiáng)FUNDC1-LC3相互作用，從而促進(jìn)線粒體吞噬。

2 線粒體自噬失衡與T2DM胰島素抵抗

胰島素抵抗是T2DM的始動(dòng)因素之一，在T2DM病程中均有不同程度的胰島素抵抗。在胰島素信號傳導(dǎo)通路中，胰島素靶組織中的胰島素受體（InsR）與胰島素受體底物（IRS）發(fā)揮著重要作用[24]。Mahadev等[25]指出，ROS可以調(diào)控胰島素的信號傳導(dǎo)，且這種作用具有雙向性。當(dāng)胰島素發(fā)揮作用時(shí)，機(jī)體通過NADPH氧化酶依賴機(jī)制快速產(chǎn)生微量的ROS作為第二信使，將蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶（PTP1B）氧化并失活，來增強(qiáng)胰島素的作用[26-27]。然而長期高血糖引起的氧化應(yīng)激損傷產(chǎn)生了過量的ROS，使InsR和IRS蛋白發(fā)生絲氨酸磷酸化，過度的絲氨酸磷酸化導(dǎo)致胰島素信號傳導(dǎo)出現(xiàn)異常[28]，從而發(fā)生胰島素抵抗[29]?？梢姡琑OS產(chǎn)出過多會(huì)影響胰島素信號的正常傳導(dǎo)，誘發(fā)胰島素抵抗。線粒體自噬通過靶向性的清除受損或多余的線粒體、促進(jìn)線粒體更新，使線粒體的質(zhì)量和數(shù)量維持于適當(dāng)水平，限制ROS的過量積累[30]。以此調(diào)控胰島素信號傳導(dǎo)并改善胰島素抵抗[31]。

3 線粒體自噬失衡與T2DM胰島β細(xì)胞功能紊亂

T2DM發(fā)病的另一個(gè)重要因素就是胰島β細(xì)胞的數(shù)量減少或功能衰退。高血糖引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)使線粒體的負(fù)擔(dān)加重，ROS的產(chǎn)出增加，引起線粒體功能和結(jié)構(gòu)改變[32]。由于超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）等抗氧化劑的保有量較低，致使胰腺抗氧化應(yīng)激能力較弱[33-34]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激使p53蛋白在胰島β細(xì)胞的胞漿中聚積，使Parkin信號傳導(dǎo)功能被抑制，導(dǎo)致胰島β細(xì)胞線粒體自噬的能力降低，影響胰島β細(xì)胞分泌胰島素的功能[35]。

當(dāng)線粒體自噬功能障礙出現(xiàn)過剩堆積時(shí)，線粒體外膜上的VDAC1可通過介導(dǎo)細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt C）進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，促進(jìn)線粒體途徑的細(xì)胞凋亡[36-37]。此外，胰十二指腸同源盒因子1（PDX-1）的核質(zhì)易位會(huì)被過量的ROS阻斷，導(dǎo)致線粒體能量代謝障礙，胰島素合成減少[38]。

綜上所述，線粒體自噬一方面可以通過調(diào)控胰島素信號傳導(dǎo)，改善胰島素抵抗。另一方面可以通過對線粒體質(zhì)控，調(diào)整胰島β細(xì)胞能量代謝，改善氧化應(yīng)激損傷，減少線粒體途經(jīng)的細(xì)胞凋亡，保護(hù)胰島β細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能不被破壞。

4 滋陰清熱與消渴

中醫(yī)認(rèn)為消渴病是由于過食肥甘厚味，積聚不化所致。肥甘為濕邪，過食傷脾胃，積聚不化，蘊(yùn)生熱邪，損傷津液，發(fā)為消渴[39-40]。其病機(jī)主要為陰液虧損，燥熱內(nèi)傷。由于陰陽互根互化，所以陰傷不能制熱而熱愈盛，熱盛傷陰而陰愈虛[41]。王興欣等[42]通過分析835篇文獻(xiàn)中的171條處方發(fā)現(xiàn)以滋陰清熱為主的山藥、生地黃、葛根、天花粉，為處方中出現(xiàn)頻次最高的藥物，可見滋陰清熱法在消渴病的治療中占主導(dǎo)地位。

消渴發(fā)病源頭在脾胃燥熱內(nèi)蘊(yùn)，陰津損傷，以致不能運(yùn)化。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[43-47]，線粒體功能與中醫(yī)脾胃功能有密切的聯(lián)系：線粒體通過三羧酸循環(huán)將糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)為主的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為ATP，為細(xì)胞的生理活動(dòng)供能，維持人體的正常生命活動(dòng)。中醫(yī)認(rèn)為脾主運(yùn)化，即脾可將飲食物（營養(yǎng)物質(zhì)）轉(zhuǎn)化為水谷精微（ATP），疏布到全身，營養(yǎng)全身，以為生理活動(dòng)之資。并且實(shí)驗(yàn)證實(shí)，中醫(yī)補(bǔ)脾法可改善線粒體功能[48-49]。

基于脾胃功能與線粒體的關(guān)系，可以認(rèn)為通過滋陰清熱法改善脾胃運(yùn)化功能，以治療消渴，與調(diào)控線粒體自噬，改善線粒體功能，以治療T2DM是有密切關(guān)聯(lián)的。

5 滋陰清熱與線粒體自噬

根據(jù)消渴病的病機(jī)特點(diǎn)和核心治法，作者發(fā)現(xiàn)目前研究中藥復(fù)方改善線粒體自噬治療消渴的研究，均以滋陰清熱治法為主。

許強(qiáng)[50]發(fā)現(xiàn)以逐瘀瀉熱，滋陰清熱為主的降糖三黃片（桃仁、桂枝、大黃、芒硝、黃芪片、麥冬、生地黃、玄參、炙甘草）通過PINK1/Parkin通路對胰腺線粒體自噬的調(diào)控作用來改善胰島β細(xì)胞功能。

津力達(dá)顆粒（人參、黃精、蒼術(shù)、苦參、麥冬、地黃、制何首烏、山茱萸、茯苓、佩蘭、黃連、知母、淫羊藿、丹參、葛根、荔枝核、地骨皮），聯(lián)合通心絡(luò)膠囊（人參、水蛭、全蝎、赤芍、蟬蛻、土鱉蟲、蜈蚣、檀香、降香、乳香、酸棗仁、冰片）和健脾消渴方（黃芪、天花粉、黃連、生地黃、佩蘭、川牛膝）可通過激活胰島β細(xì)胞自噬，減輕胰島β細(xì)胞中線粒體損傷，改善胰島β細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能來治療T2DM[51-52]。

研究顯示[53]在荷葉、蒲黃等治療消渴的藥物中，均含有山柰酚，山柰酚可改善胰島β細(xì)胞線粒體自噬，地骨皮也具有同樣的調(diào)控作用[54]。亞麻籽油可以經(jīng)FUNDC1通路激活線粒體自噬，改善肝臟胰島素抵抗及脂質(zhì)積累[55]?；⒄溶湛赏ㄟ^調(diào)控線粒體自噬，改善肝臟胰島素抵抗[56]。

通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，滋陰清熱作為消渴病的主要治法，是有臨床實(shí)踐基礎(chǔ)的；線粒體自噬的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，以滋陰清熱為主要治法的方劑或中藥可以通過調(diào)控線粒體自噬治療消渴。因此作者認(rèn)為“滋陰清熱-線粒體自噬-消渴病”存在密切關(guān)聯(lián)，線粒體自噬是滋陰清熱治法發(fā)揮治療作用的重要途徑。

6 結(jié)語展望

綜上所述，以滋陰清熱為主的中藥及復(fù)方可以通過調(diào)控線粒體自噬治療T2DM。這為未來研究中醫(yī)中藥治療T2DM提供了新的思路，為完善中醫(yī)的微觀辨證論治提供了理論依據(jù)和研究方向。但是，目前中醫(yī)藥干預(yù)線粒體自噬治療T2DM的研究方才興起，尚且存在一些問題：1）線粒體自噬的研究尚處于探索階段，許多中藥及復(fù)方啟動(dòng)線粒體自噬的通路尚未明確；2）在T2DM的治療中，除滋陰清熱法外，是否存在別的治法可以調(diào)控線粒體自噬；3）對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行消渴病陰虛燥熱證造模的研究比較少，缺少針對性的實(shí)驗(yàn)研究。

隨著研究的深入和科研技術(shù)的發(fā)展，相信以上問題會(huì)被逐步解決，從而推動(dòng)中醫(yī)以微觀辨證論治為切入點(diǎn)，推進(jìn)中醫(yī)藥的現(xiàn)代化，為中醫(yī)治療T2DM提供更可靠的解決方案。