巨噬细胞自噬在系统性红斑狼疮早发动脉粥样硬化中作用的研究进展▲

莫海露 莫汉有

(桂林医学院附属医院风湿免疫科，广西桂林市 541001，电子邮箱：1041384910@qq.com)

【提要】 系统性红斑狼疮是一种累及全身多个器官的慢性自身免疫性疾病。近年来，研究证实系统性红斑狼疮与动脉粥样硬化的患病率增加有关，而且在年轻患者中最为显著。巨噬细胞在动脉粥样硬化的发生发展中起到关键作用。自噬在遗传进化中是高度保守的代谢过程，当细胞发生营养缺乏、氧化应激、细胞器功能紊乱等情况时自噬通过溶酶体依赖的途径降解毒性物质维持细胞稳态。本文就巨噬细胞自噬在系统性红斑狼疮早发动脉粥样硬化中作用的研究进展进行综述。

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus ,SLE)是一种慢性自身免疫性疾病，我国SLE的患病率居世界第二位，约为70～100例/10万人[1]。SLE可导致多系统受累，并产生一些远期并发症，如狼疮性肾炎、狼疮性血液系统损害及动脉粥样硬化等。SLE的发生导致自身抗原暴露、抗体产生，抗原抗体免疫复合物和干扰素α产生。自身抗体和淋巴细胞能够影响机体的免疫反应，打破机体的免疫耐受，最终触发组织和器官损伤[2]。机体缺乏对各种死亡细胞的清除能力是导致自身抗原暴露于免疫系统的一个重要因素，最终导致自身免疫反应。体外研究发现，将SLE患者的自噬细胞暴露于死亡细胞时，往往表现出清除障碍和炎症细胞因子的产生增加[3]。自噬作为机体一种程序化的细胞内降解机制，可以通过胞吞作用清除细胞内的各种物质和衰亡或损伤的细胞器。既往研究表明，SLE患者合并动脉粥样硬化的发生率高达12%，而且具有早发的趋势[4]。动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，其原因是脂质代谢失衡和动脉壁中高胆固醇含量的巨噬细胞积累[5]。研究表明[5-6]，巨噬细胞自噬与动脉粥样硬化的发生发展有一定关系，在动物实验中发现一些药物可以通过促进巨噬细胞自噬来减轻动脉粥样硬化，但其对SLE早发动脉粥样硬化的作用研究仍较少。本文就巨噬细胞自噬在SLE早发动脉粥样硬化中作用的研究进展进行综述，为SLE早发动脉粥样硬化的治疗寻找更多的策略。

1 自噬的概述

自噬是一种细胞的“自食”过程，通过自噬-溶酶体结构，清除细胞内的废物，减轻细胞压力，调节免疫平衡，在细胞内稳态和适应环境变化中起着至关重要的作用。自噬分为包括宏观自噬、微自噬和伴侣介导的自噬。目前研究最多的是宏观自噬，与其他两种自噬形式相比，宏观自噬的主要特征是机体形成称为自噬体的双膜结构，将受损的细胞器和蛋白质聚集体传递到溶酶体中[7]。

细胞自噬的研究从形态学到分子机制的转变依赖于ATG基因的发现，这类基因参与细胞自噬小体的形成过程，如ATG1、ATG3、 ATG5、ATG7、ATG13等。自噬的调节与自噬相关信号通路密切相关。在自噬信号通路中，雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)激酶是自噬诱导过程中的关键分子，蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路等可通过激活mTOR通路而抑制细胞自噬，而AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)和p53信号通路等通过抑制mTOR来促进细胞自噬[7]。丝氨酸苏氨酸蛋白激酶1复合物是连接上游的营养或能量感受器mTOR及AMPK与下游自噬体形成的桥梁[8]。随着对自噬分子机制的深入研究，发现自噬调节可在各种疾病中发挥不同的作用，包括自身免疫疾性病、癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等[9]。基于SLE的研究发现，正常水平的自噬有助于维持机体免疫稳态，而上调或下调自噬则导致免疫耐受的丧失[7]。

2 动脉粥样硬化的发生发展过程

动脉粥样硬化是一种慢性炎症状态，其病因复杂多样。在动脉粥样硬化的发生过程中，内皮细胞首先受损，脂蛋白和血浆的通透性增加，导致脂质进入动脉壁，单核细胞和T淋巴细胞向血管内膜迁移；此后，低密度脂蛋白在内皮下间隙积累，巨噬细胞吸收脂质形成泡沫细胞，这些泡沫细胞聚集在动脉壁的最内层形成脂肪条纹；促炎细胞因子进一步增加黏附分子的表达，刺激平滑肌细胞的增殖，平滑肌细胞从动脉壁中膜迁移到内膜，加速增殖并分泌细胞外基质，最终形成覆盖纤维帽的动脉粥样硬化斑块。随着动脉粥样硬化的进展，单核细胞的积累、平滑肌细胞的增殖和纤维组织的形成导致病变的扩大和重塑。当纤维帽变得不稳定时，可能会导致斑块破裂，进而导致血栓形成和心血管事件的发生[10-11]。活化后的巨噬细胞可以通过分泌炎性细胞因子、基质金属蛋白酶等，促进动脉粥样硬化的发展[11]。此外，巨噬细胞的凋亡在动脉粥样硬化的发生、发展以及不稳定斑块的形成与破裂中发挥极其重要的作用[11]。由此可见，巨噬细胞在动脉粥样硬化的发生发展中起着关键作用。

3 巨噬细胞自噬与SLE早发动脉粥样硬化

3.1 巨噬细胞的功能 巨噬细胞是一种吞噬细胞和抗原提呈细胞，起源于卵黄囊衍生的红髓祖细胞，分布于不同的组织，参与骨重塑、脑发育，调控干细胞功能，调节血管生成和组织重塑等[9]。在维持细胞稳态过程中，组织驻留的巨噬细胞可以通过血液和骨髓中的单核细胞的招募或局部增殖重新分布，其免疫功能主要包括吞噬、细胞因子产生、炎症活性和抗原呈递[9]。巨噬细胞在组织损伤、炎症等过程中具有双重作用：在炎症相关疾病中，当炎症细胞不能被抑制时，巨噬细胞被认为可加剧疾病的进展；反之，巨噬细胞可通过吞噬死亡细胞并被触发进入M2样巨噬细胞状态，有助于炎症的清除[9]。

3.2 巨噬细胞自噬与SLE早发动脉粥样硬化 动脉粥样硬化斑块内含大量来源于巨噬细胞的泡沫细胞，参与斑块形成与破裂的各个阶段。近年来，巨噬细胞在SLE早发动脉粥样硬化中的作用在一些研究中得到间接证明：(1)SLE患者的巨噬细胞功能下降。 Svensson等[12]研究发现，大约50%的SLE患者的巨噬细胞对酵母的吞噬能力受损。随后又有研究表明[2]，来自SLE患者的单核细胞源性巨噬细胞较正常健康人群的巨噬细胞少，且在SLE患者的体外分化巨噬细胞实验中提示，其对自体凋亡物质的吞噬能力降低并延迟，粘附性与吞噬活性降低。自噬在调节巨噬细胞吞噬功能中起着重要作用[9]。多项研究表明[13-14]，巨噬细胞自噬功能缺陷可以导致动脉粥样硬化，其机制包括炎症体的过度激活、溶酶体功能障碍、细胞毒性蛋白聚集物积累以及脂质代谢障碍等。(2)SLE患者中的巨噬细胞与自身抗体结合，导致促炎因子的释放。研究发现，SLE患者产生的自身抗体与脂蛋白脂肪酶等脂质代谢酶或载脂蛋白形成复合物，并减缓脂蛋白分解代谢，从而导致血脂异常，如低密度脂蛋白表现出更大的氧化易感性，增加氧化应激水平的能力，为低密度脂蛋白氧化和产生免疫原氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，oxLDL )提供了适宜的环境[15-16]。oxLDL可能与抗β2-糖蛋白I自身抗体形成复合物，诱导抗体介导的邻近巨噬细胞吞噬作用，导致促炎细胞因子的释放，促进斑块的形成[15，17]。巨噬细胞自噬可以降低斑块负担、降低易损性指数和减轻炎症反应而促进易损斑块的稳定性。然而，值得注意的是，巨噬细胞自噬过多或不足可导致细胞坏死或自噬性死亡，进而激活斑块中炎症细胞因子的表达[18]。以上研究结果均提示在SLE早发动脉粥样硬化中巨噬细胞自噬功能存在缺陷。

3.3 巨噬细胞自噬与SLE早发动脉粥样硬化可能的机制

3.3.1 基于ATG5、ATG7基因的自噬：巨噬细胞在自噬与吞噬过程共享大量的基因，如Beclin1、ATG5[9]。有研究表明，自噬相关基因ATG5与SLE的易感性相关，若缺乏ATG5则会阻碍巨噬细胞清除坏死细胞和抗原的传递，出现自身免疫反应[19]。ATG5是自噬体形成的关键组成部分，ATG5的选择性缺失可使基础自噬失效，并降低巨噬细胞对动脉粥样硬化性脂质进行自噬反应的能力[20]。研究表明，敲除自噬基因ATG5破坏小鼠巨噬细胞的自噬能力，可能通过炎症体的激活增加、细胞凋亡/氧化应激增强以及脂质外流中断等途径促进小鼠动脉粥样硬化的增加[20-21]。巨噬细胞迁移抑制因子是一种在多种细胞类型中表达的促炎细胞因子，自噬功能不全将导致mTOR的积累，使得人和小鼠巨噬细胞在脂多糖刺激下过度产生巨噬细胞迁移抑制因子[22]。研究发现，巨噬细胞迁移抑制因子水平与SLE活动性指数评分相关，抑制巨噬细胞迁移抑制因子的产生，可能具有治疗SLE相关动脉粥样硬化的潜力[23-24]。

研究表明，自噬相关基因ATG7也与SLE易感性有关[25]。Ⅰ型干扰素、肿瘤坏死因子α、白细胞介素(interleukin,IL)6和IL-17等炎性细胞因子，抗内皮和抗磷脂抗体与内皮细胞的直接结合，循环免疫复合物的沉积影响了内皮细胞的血管完整性和修复，由此产生的内皮损伤促进了动脉粥样硬化的发生[4,26]。研究发现，将死亡细胞反复注射到缺乏自噬基因ATG7的小鼠脂肪细胞中，巨噬细胞可产生更高水平的炎性细胞因子，包括IL-1β、IL-6等，小鼠表现出狼疮样综合征[3]。在动脉粥样硬化动脉标本中发现，高水平的IL-1β可通过激活巨噬细胞，进而促进黏附分子的产生，招募白细胞并刺激平滑肌细胞增殖来加速动脉粥样硬化的进展[27]。进一步的研究发现，通过增强自噬和溶酶体基因的转录因子主调节器，可以逆转斑块的自噬功能障碍，增强p62富集蛋白聚集物的吞噬功能，降低巨噬细胞凋亡和促炎因子IL-1β水平，从而延缓动脉粥样硬化的发展[13,21，28]。

综上所述，ATG5、ATG7自噬相关基因在巨噬细胞自噬中与SLE早发动脉粥样硬化息息相关。

3.3.2 基于核苷核酸结合寡聚化结构域NOD样受体蛋白3炎症小体的自噬：核苷核酸结合寡聚化结构域(NOD)样受体蛋白3[nucleotide-binding oligomerization domain(NOD)-like receptor protein 3，NLRP3]是NOD样受体家族成员之一，它将自噬与炎症的调节连接起来，调节IL-1β和IL-18的分泌。研究表明，经NLRP3激活剂刺激后，在自噬/线粒体缺陷型巨噬细胞中有受损线粒体的积累，其促进IL-1β分泌[22]。研究发现，动脉粥样硬化斑块中IL-1β的增加主要源于NLRP3炎症小体的激活[29-30]。与此同时，NLRP3炎症小体在SLE患者的巨噬细胞中也呈激活状态[31]，其原因可能为：(1)SLE患者在抗双链脱氧核糖核酸(double stranded DNA ,dsDNA)抗体存在的情况下，dsDNA可以通过活性氧产生和K+外排来激活NLRP3炎症小体，从而诱导人单核细胞/巨噬细胞产生IL-1β[32]；(2)ox-LDL可激活巨噬细胞中的NLRP3炎症小体，并以时间和剂量依赖的方式限制巨噬细胞自噬[27]，而SLE患者更容易产生促动脉粥样硬化性血脂异常(如产生免疫原oxLDL)[17]。总之，NLRP3炎症小体在SLE患者合并动脉粥样硬化中呈高激活状态，并抑制巨噬细胞的自噬功能。

3.3.3 基于mTOR通路的自噬：mTOR作为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，mTOR信号通路与免疫细胞的增殖和分化、炎性细胞因子的分泌、自噬和氧化应激的异常密切相关，在SLE的发病机制中起着重要作用[33]。研究发现，mTOR抑制剂西罗莫司在SLE小鼠模型中显示出治疗有效性[34]。自噬具有调节巨噬细胞极化功能的作用，可使促炎型M1 型巨噬细胞向抑炎型M2 型巨噬细胞转化[5]。研究表明，选择性抑制mTOR信号转导通路可以通过促进巨噬细胞自噬来减少M1表型巨噬细胞的表达，从而抑制相关促炎细胞因子的分泌来抑制巨噬细胞在动脉粥样硬化中的聚集，稳定动脉粥样硬化斑块[5,18]。研究发现，mTOR抑制剂雷帕霉素可以通过增强巨噬细胞自噬活性促进胆固醇外流，增加动脉粥样硬化斑块的稳定[35]。

目前的研究均是基于SLE模型或动脉粥样硬化模型的研究，尚未有研究证实巨噬细胞自噬调节mTOR通路在SLE早发动脉粥样硬化中的作用，这可能是未来进一步研究的方向。

4 小 结

巨噬细胞自噬在SLE早发动脉粥样硬化的发生发展中起着重要作用，但其更多作用机制仍需进一步研究。巨噬细胞自噬的分子机制已成为治疗SLE早发动脉粥样硬化患者的新靶点，包括巨噬细胞迁移抑制因子、青蒿琥珀、mTOR抑制剂等均能调节巨噬细胞的自噬功能，这为巨噬细胞自噬在SLE早发动脉粥样硬化中作用的研究提供了新思路。