大连自噬在HBV及相关肝脏疾病中的双重作用

自噬对HBV的双重作用

自噬在细胞生长、发育、成熟和分化中至关重要，还与疾病的发病机制、病毒的感染及自身免疫等密切相关。研究表明自噬促进HBV的复制。众所周知，HBV X蛋白（HBX）作为HBV的产物，是一种能够调节病毒复制的多功能蛋白。一方面，研究发现HBX介导的自噬不依赖于I型磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/AKt/mTOR信号通路，而依赖于III型PI3K（VPS34）/Beclin-1通路，并且相关数据显示HBX不影响VPS34和Beclin-1的表达水平，但却抑制Beclin-1/Bcl-2的结合，这一过程起关键作用的是C-Jun NH2-末端激酶（JNK）信号，结果证实活性氧（ROS）-JNK信号传导可以通过调节自噬诱导来实现对HBV的复制调节，即抑制ROS-JNK信号传导可以显著抑制HBV复制，并且表明在生理条件下，ROS-JNK-自噬途径在HBV感染中发挥重要作用。另一方面，有研究显示microRNA（miRNA）也与自噬相关，已发现miR-99家族在肝脏中高度表达，并且外周血中的miR-99家族的血浆水平与HBV DNA载量一致，通过生物信息学分析得出：自噬促进HBV复制是miR-99家族通过IGF-1R/PI3K/AKt/mTOR/ULK1信号诱导的。

自噬除诱导HBV复制外，最近有学者发现自噬可抑制HBV的产生。腺苷-磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)是维持细胞能量平衡的感受器，研究表明，HBV在氧化应激反应中激活PRKAA（AMPK的催化亚基）的同时减少了HBV的产生，这是因为PRKAA/AMPK的激活刺激细胞ATP水平，进而促进自噬体依赖性降解，最终导致自噬泡的衰减，提示AMPK的激活可能与宿主细胞促进自噬降解有关，进而限制了病毒的生产。此外，体外研究也证实miR-141通过靶向Sirt1来调节自噬介导的抑制HBV的作用。

自噬对CHB的双重作用

自噬在CHB中的作用机制及相互关系尚不十分清楚，只有少量的报道涉及，并且这些研究大都显示自噬活化可以维持CHB的细胞活性、导致CHB的持续感染。Cheng等发现在调节性T淋巴细胞（Treg）中，自噬高度表达；而在慢性HBV感染者中，高迁移率族蛋白1作为损伤相关的分子模式高度表达，并且在自噬中具有上下文依赖性作用，基于以上理论，把98例CHB患者的外周血Treg的自发性和诱导性自噬作为实验组，健康受试者作为对照组，结果发现CHB患者的外周血Treg相比于对照组，表现出更高的自噬活性，而中和抗体阻断高迁移率族蛋白1可显著降低自噬，由此证实了高迁移率族蛋白1诱导的自噬可维持CHB患者的外周血Treg的存活和功能稳定性。

肿瘤坏死因子超家族(TNFSF)10通过促进细胞凋亡参与病毒感染，许多病毒通过调节TNFSF10受体信号来逃避抗病毒免疫，使得细胞持续感染。有报道指出HBX通过自噬介导TNFSF10B/DR5(一种TNFSF10死亡受体)降解来限制TNFSF10受体信号，从而允许存活的病毒感染细胞。数据表明，TNFSF10B蛋白的表达不仅在CHB患者的肝脏组织，而且在HBV或HBX转染的细胞系中都显著降低，由此可知，自噬活化与CHB患者肝脏组织中的TNFSF10B下调有关。通过理解自噬与CHB的相互关系、寻找一种预防CHB的新型药物便变得尤为重要，最近有学者发现，与基于重组HBsAg的疫苗相比，基于自噬体的HBV疫苗显著降低了急慢性乙型肝炎小鼠肝脏中HBV的复制和HBcAg的表达。相信在未来，这一发现将为HBV感染者和CHB患者带来福音。

自噬对肝纤维化的双重作用

肝纤维化是由感染、药物、代谢紊乱或自身免疫失衡等引起的慢性肝病。纤维化的过程是由肝脏的肌纤维母细胞驱动的，主要是源于肝星状细胞(HSC)通过邻近炎性细胞和实质细胞产生自分泌或旁分泌信号，从一个静止、富含脂质的状态转分化为一个纤维化的细胞表型。研究显示自噬可以激活HSC或其他纤维细胞参与肝纤维化发生发展，其促纤维化作用依赖于其对HSC的活化过程，作为能活化HSC的细胞因子，IL-17A承担着主要作用，研究表明IL-17A/STAT3信号通路通过抑制肝细胞自噬促进肝纤维化。2016年也有学者为了阐明肝纤维化和自噬的关系，利用双标记免疫组化法检测肝细胞和HSC中CCAAT增强子结合蛋白-α（C/EBP-α）的位置，用免疫组化评估自噬相关基因Atg5的表达，结果证实C/EBP-α主要表达在正常肝细胞中，而在肝纤维化表达中显著减少，与之同时Atg5在肝纤维化却表达增加，由此表明自噬诱导肝纤维化可能与C/EBP-α相关。Ni等通过对小鼠基因敲除，发现在肝细胞中自噬功能丧失会导致细胞死亡、肝脏炎症、纤维化和肿瘤发生，并且进一步研究显示，在自噬缺陷的肝细胞中，核因子NF-E2相关因子2的持续活化是肝脏炎症、纤维化和最终导致肿瘤发生的关键。

自噬诱导肝纤维化的同时，也可能对肝细胞异常聚集相关的肝脏疾病起到保护作用并减少纤维化，但是否发生在HSC，至今仍不明确。Ghrelin是一种胃源性生长激素促泌素，近年来，有学者认为Ghrelin能通过抑制TGFβ/Smad3和NF-κB信号通路以及抑制自噬来减轻肝脏的纤维化，并且有动物实验表明，在小鼠肝纤维化中，miR-30a的下调和过度表达，可以直接抑制Beclin介导的自噬，进而防止肝纤维化。

自噬对HCC的双重作用

人们早在1977年就发现自噬在肿瘤细胞内的水平明显低于正常细胞内的水平，并且自噬可以通过抑制P53的反应、维持线粒体功能、维持代谢稳定和生存压力等来促进肿瘤的生长。在过去十年里，自噬在HCC中的作用已被广泛评估，HCC的发生发展是一个涉及诸多因素的复杂过程，目前，研究者一致认为自噬在HCC中起着双重作用，即自噬涉及肿瘤的发生和抑制。研究指出受损的自噬和致癌基因miRNA的高表达普遍存在于HCC中，该文献揭示自噬通过自噬体介导的降解系统选择性调节miR-224的表达，并且进一步证实HBV相关HCC中，异常的自噬（低活性自噬）会使miR-224聚集、靶基因Smad4表达下降，并最终导致细胞的迁移增加和肿瘤形成。此外，在HBV相关HCC中，自噬与miR-224的表达存在负相关，研究发现miR-224通过沉默靶基因Smad4，参与肝癌细胞转移和肿瘤的形成。Fu等也发现在肝癌组织和细胞系中miR-30a表达显著降低，认为自噬相关蛋白Beclin-1和Atg5的下游靶标可以通过诱导HCC自噬活性，进而影响miR-30a,并在血管侵袭、转移潜能和肝癌肿瘤复发中发挥重要作用。此外，Huang等发现增加的线粒体裂变可通过增加细胞自噬和抗细胞凋亡，显著促进肝癌细胞的存活，研究显示，异常升高的线粒体裂变诱导ROS产生并激活自噬，总之，增加的线粒体裂变通过促进自噬和对细胞凋亡的抵抗而在调节肝癌细胞存活中起关键作用。Peng等发现自噬相关基因4B（Atg4B）由早期生长反应因子1在肝癌细胞中的电离辐射中诱导，并且结果表明早期生长反应因子1可以通过调节电离辐射诱导的自噬促进肝癌细胞对放疗的抗性，进而增加肝癌细胞对放疗的敏感性，这些结果表明早期生长反应因子1通过直接上调靶基因Atg4B来促进HCC放射抗性。就肿瘤的抑制而言，细胞自噬的抑癌作用主要受Beclin-1调节，其中最早和最具代表性的模型是Beclin-1敲除小鼠，研究表明Beclin-1基因敲除的小鼠具有较高的HCC发生率。

引证本文：彭佳丽, 赖欣, 韦嘉. 自噬在HBV及相关肝脏疾病中的双重作用[J]. 临床肝胆病杂志, 2018, 34(10):  2217-2220.

原创：临床肝胆病杂志

来源： 临床肝胆病杂志