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自噬与病毒性肝炎摘要：自噬是胞质大分子物质和细胞器在膜包囊泡中降解的生物学过程，具有多种生理功能。近年研究表明，自噬和病毒性肝炎的发生、发展有密切关系，预示自噬将成为病毒性肝炎研究中的一个新热点。关键词：自噬；巨自噬；乙型病毒性肝炎，丙型病毒性肝炎Autophagy in Viral HepatitisGao Huikuan(Department of Cardiology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China)Abstract: Autophagy is a process of bulk degradation of proteins and organelles in cytoplasmRecent studies indicate that there is a close relationship between autophagy and viral hepatitis. It provides us a promising avenue for viral hepatitis therapyKey words: autophagy; macroautophagy; HBV; HCV自噬，又称为细胞的自体溶解，是真核细胞内特有的一种高度保守的代谢过程，与细胞的生长、发育及细胞稳态的平衡的维持密不可分。近来有大量文献显示，自噬参与病毒性肝炎的多个领域，本文就自噬及其在病毒性肝炎中的作用作一综述。1 自噬概述1957年，Clark1用电子显微镜观察乳鼠肾脏细胞时发现细胞内一种特殊的吞噬现象。1962年，AShford2用电子显微镜在人肝脏细胞中亦观察此种特殊的吞噬现象。随后，Duve将该吞噬现象命名为自噬（autophagy）3。自噬是真核细胞内一种特有的高度保守的代谢过程，是指溶酶体对细胞内无用的结构（细胞器、长寿命蛋白质或核酸等生物大分子）进行降解，以此为细胞重建、再生、修复提供原材料，从而实现细胞内物质的再循环及再利用。自噬的作用主要是清除、降解细胞内受损的、衰老的细胞器和不再需要的大分子物质等，且可以选择性的移除已受损的线粒体。故而，自噬与细胞的生长、发育及维持细胞稳态密不可分。自噬有助于细胞内产物的合成及代谢平衡的维持，是某些细胞在缺乏营养的状态下获得能量的主要方式4, 5。正常情况下，细胞内自噬维持在一相对较低的水平。在营养不足、缺血缺氧、感染等应激状态的因素诱导下，细胞可启动自噬途径以降解受损的细胞器和生物大分子，从而起到保护自我的作用。然而过度的自噬激活可以导致细胞死亡。此种细胞死亡不依赖于caspase酶(半胱天冬酶)，是一种不同于典型的细胞凋亡（即I型程序性细胞死亡）的重要的细胞程序性死亡的形式，被称为II型程序性细胞死亡6, 7。通常情况下，自噬先于细胞凋亡，从而可以启动细胞凋亡，而发生细胞凋亡的细胞未能被及时清除时，则会发生细胞坏死（III型细胞死亡）。根据细胞内成分运输到溶酶体的方式不同，自噬主要分为三种类型:巨型自体吞噬 (又称大自噬，macroautophagy)：待降解的细胞内结构被包裹在一个双层膜的囊泡结构内（称为自噬小体），自噬小体与溶酶体融合，形成自噬溶酶体，溶酶体酶降解细胞底物；微型自体吞噬 (又称小自噬)：溶酶体通过突出、内陷、分隔等方式直接包裹细胞内待降解的底物；分子伴侣介导的自体吞噬：细胞内某些特定的可溶性蛋白质直接通过分子伴侣（如热休克蛋白70）及溶酶体膜上特定的受体溶酶体相关膜蛋白2A（lysosome-associated membrane protein type-2A，LAMP2A）进入溶酶体中后被降解，此类型是哺乳动物所特有的自噬形式，具有高度选择性，只能降解某些含特定氨基酸序列的蛋白质。其中，大自噬所能降解的蛋白质种类最广泛，目前越来越多的研究关注大自噬。本文所介绍的自噬主要是指大自噬。研究自噬的经典对象是酵母，目前已在其内发现了32种参与调控自噬的自噬相关基因（autophagy related gene，Atg），而且多数可在哺乳动物细胞内找到相应的同源性基因。自噬的过程主要包括以下四步：自噬的活化：细胞内ATP、氨基酸的感受器哺乳动物雷帕素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）可以抑制该过程。mTOR通过其丝氨酸/苏氨酸激酶（Thr/Ser）磷酸化Atg13，磷酸化的Atg13与Atg1-Atg7激酶复合物解离，导致Atg1失活。营养缺乏时，mTOR活性被抑制，Atg13去磷酸化，重新与Atg1-Atg7激酶复合物结合，进而激活自噬8。此外，Atg6 (哺乳动物细胞内为Beclin1) 与III型磷酸肌醇3-激酶也参与自噬的激活。自噬体的形成：细胞内形成一“C”形独立双层膜的结构（目前该双层膜来源不清，多数认为内质网的非核糖体区域及高尔基体）。Beclin1引导自噬相关蛋白定位于双层膜结构上。此后自噬过程分为两种。第一种过程是磷脂酰乙醇胺与自噬标记微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein1 light chain 3，LC3；亦即Atg8）结合，激活Atg7、Atg10、Atg4，PE与LC3结合后会导致LC3由LC3-I向LC3-II转化9。第二种过程是在Atg7与Atg10激活下，Atg12与Atg5共价结合，此后与Atg16非共价结合形成Atg12-Atg5-Atg16复合体。该复合体招募LC3-II使得双侧膜结构延伸、包绕细胞内成分最终形成双侧膜结构的自噬体10。自噬体形成后Atg12-Atg5-Atg16从自噬体膜上脱落，而LC3-II则会始终留在自噬体膜上。自噬溶酶体的形成：在细胞骨架的驱动下，自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体。包含物的降解。2 自噬在肝脏中的生理功能正常细胞内维持较低水平的自噬可起到“垃圾回收处理”的作用，通过降解已损伤的细胞内成分（线粒体、长链蛋白等）为细胞提供能量，此作用在分裂能力差的细胞（如肝脏细胞、心肌细胞等）中尤为重要11。目前研究发现，自噬与许多肝脏疾病的发生发展密切相关。Komatsu证实，基础水平的自噬有维持肝脏正常功能的作用。特异性敲除小鼠Atg7基因阻断自噬后，肝脏明显肿大，肝细胞中异常细胞器及错误折叠蛋白堆积，进而导致肝细胞坏死。此研究表明，基础水平的自噬对维持肝细胞生理功能方面是不可或缺的12。3 自噬与病毒性肝炎近有研究表明，自噬过程与肝炎病毒感染有着密切的关联，在防御病毒侵染的先天性和后天性免疫系统中也有一定的作用。乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)可以利用自噬以利于自身生存13。研究14, 15发现HBV可以增强自噬反应，使用3-甲基腺嘌呤（3-MA）或小干扰RNA抑制自噬会显著抑制HBV的复制，相反，使用雷帕霉素增强自噬会促进HBV的复制。HBV感染小鼠后肝脏细胞电镜观察发现成熟的自噬体数量增加，同时观察到大量的溶酶体相关膜蛋白1和绿色荧光蛋白标记的LC3的共表达，表明自噬体与溶酶体的融合增加16。HBV也能够利用自噬增强自身复制能力，主要在病毒DNA复制和RNA转录阶段起作用，但是自噬通过何种途径增强HBV DNA的复制目前还不清楚17。HCV感染的肝脏细胞中有大量的吞噬泡积聚，而自噬溶酶体的数量却有明显下降，这说明尽管HCV诱导自噬吞噬体，但并不能增强自噬蛋白降解18, 19。另有研究发现HCV感染自噬缺陷的肝脏细胞后，病毒的复制、翻译过程受到了阻滞，而细胞摄取和分泌病毒的能力却不受影响，说明HCV复制过程的起始是需要自噬参与的，一旦复制过程开始，抑制自噬不能起到干扰病毒复制的作用11,20,21。4 总结和展望自噬在病毒性肝炎中既有保护性作用又有促进疾病进展作用，但自噬的作用机制尚未完全探明。如何调控自噬、有效地利用自噬协助病毒性肝炎的预防和治疗任重而道远。随着对自噬研究的不断深入，自噬在病毒性肝炎的作用机制及具体作用不断显现，选择性提高或抑制自噬可能成为治疗肝脏疾病的一种新的手段。参考文献1CLARK SL Jr. Cellular differentiation in the kidneys of newborn mice studies with the electron microscope. 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