舍格伦综合征唾液腺中自噬现象的研究进展
时间：2023-01-26 15:45:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
叶玉琳 江莉婷 高益鸣
上海交通大学医学院附属瑞金医院口腔科 上海交通大学口腔医学院 上海 200025
自噬也称自我吞噬，是真核细胞共的一种胞内物质经溶酶体降解的过程[1]。自噬参与机体固有和适应性免疫反应，包括胞内病原识别和清除、抗原呈递、炎性细胞因子分泌、淋巴细胞发育和免疫调节等过程。多种自身免疫性疾病的发生发展与自噬异常有关[2]。原发性舍格伦综合征（primary Sjögren’s syndrome，pSS）是一种病因不明的慢性全身性自身免疫性疾病，常表现为口干、眼干等症状，其病理特征为唾液腺、泪腺等外分泌腺大量淋巴细胞浸润，常伴导管上皮增生[3-4]。近期的临床研究及动物模型研究证实：自噬可能参与调控唾液腺的稳态与应激[5-6]，且自噬在唾液腺的急性与慢性应激状态表现出不同的作用[6-8]；
舍格伦综合征（Sjögren’s syndrome，SS）小鼠模型及人类患者腺体内均存在自噬异常，主要为自噬增强[9-17]，一些调节自噬的药物可改善SS的炎症表现[14-15]。本文就自噬在pSS的发病和治疗中的最新研究进展作一简要综述。
根据底物及转运途径的不同，自噬分为巨自噬、分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy，CMA）和微自噬[1]。其中，巨自噬是目前研究最多的自噬途径，以下称自噬。自噬是部分细胞质基质、细胞器或病原体等胞内物质在溶酶体中降解的过程，涉及复杂的膜动力学[1]。自噬过程中，细胞质的一部分被称为隔离膜或吞噬泡的薄膜池吞噬，形成的双层膜囊泡称为自噬体。自噬体与溶酶体融合释放一个单层膜囊泡进入溶酶体腔形成自溶体，自溶体消化后的降解产物被运输回细胞质并循环利用[18]。
诱导自噬的信号通常来源于不同条件下的各种应激，如内质网应激、氧化应激、异常蛋白质聚集、饥饿、缺氧、细胞器损伤、微生物感染等[18-19]。自噬的过程涉及由进化上保守的自噬相关（autophagy-related，ATG）基因编码的多个蛋白质复合物的协调作用[18]。其主要过程如下：生理状态下细胞内能量充足时，雷帕霉素靶蛋白复合物1（mechanistic target of rapamycin complex 1，mTORC1）活化从而抑制自噬启动复合物ULK1/2-RB1CC1-ATG13-ATG101，饥饿状态下这种抑制被释放。活化的ULK1/2复合物磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）复合物的组分BECN1-ATG14-p150-VPS34，介导内质网、高尔基体等含跨膜蛋白ATG9的膜性细胞器出芽、成核，而后进一步招募ATG12-ATG5-ATG16L1至隔离膜表面并促进延伸。微管相关蛋白1轻 链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3）是独特的泛素样蛋白，先被ATG4切割为LC3-I，后依次经ATG7、ATG3、ATG16 L1（分别作为E1酶、E2酶、E3酶）处理后与磷脂酰乙醇胺结合形成脂溶性的LC3-Ⅱ，被招募至隔离膜促进膜扩张、融合形成自噬体[1,18]。哺乳动物LC3有LC3A、LC3B、LC3C亚型，其非脂化和脂化形式通常分别称为LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ[20]。内吞体分选转运复合体（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT）介导自噬体沿着微管运动与溶酶体融合[1,18]。mTOR、BECN1、ATG5、LC3-Ⅱ等因其作用的不可替代性，常用作自噬研究的标记物或靶标[20]。
唾液腺在口腔健康中起着至关重要的作用，自噬可能参与了唾液腺的分泌功能与稳态维持。为了研究自噬在唾液腺发育和功能中的作用，Morgan-Bathke等[5]通过条件性敲除小鼠唾液腺腺泡细胞的ATG5基因，构建唾液腺腺泡细胞自噬缺陷模型后发现，与野生型小鼠相比，模式小鼠的三大唾液腺腺泡细胞在凋亡、增殖及卡巴胆碱诱导的唾液分泌方面没有差异，即唾液流速和唾液成分保持相似。但4～6周时，唾液腺特异性ATG5失活导致小鼠腺泡细胞中度增大，分泌颗粒滞留，随着小鼠的生长（6个月和18个月）变得更加明显，提示自噬至少通过部分调节唾液腺腺泡细胞生成和分泌的分泌颗粒的大小和数量，在维持唾液腺的形态和功能中起着重要作用。由于内质网、高尔基体等分泌细胞器参与自噬和分泌颗粒的生物发生，可能涉及分泌细胞器成熟和通过自噬维持其完整性和质量的独特和高度专业化的步骤[21]，由此推测自噬可能是唾液腺腺泡细胞内蛋白质和细胞器稳态调节的关键调节因子。自噬过程和分泌途径有许多相似的过程，包括囊泡运输和膜融合[2]。已有研究[21]发现，自噬参与并调节细胞分泌途径：自噬在组成性分泌、调节性分泌和非经典的蛋白分泌途径（unconventional protein secretion，UPS）中可发挥非降解性的调节作用。现已发现自噬依赖分泌调节的物质有：白细胞介素（interleukin，IL）-6、IL-1β、IL-18等，还有损伤反应介质、小肠潘氏细胞、血管内皮细胞、破骨细胞、肥大细胞中的分泌颗粒，细胞外基质成分等[22]。类似地，唾液腺腺泡细胞中的分泌颗粒的调节性分泌可能受到自噬调节，此猜想有待证实。但自噬激活是一把双刃剑[19]，在唾液腺不同的应激状态下可能发挥不同的作用。研究[7-8]表明，在头颈部放疗或唾液腺导管结扎后，自噬有助于唾液腺的急性修复，维持腺泡细胞稳态；
在持续的应激条件下，自噬可能促进程序性细胞死亡反应。在不同的微环境或者刺激条件下，自噬可能通过发挥不同的作用，平衡唾液腺细胞的凋亡和增殖来帮助应激后的稳态的重建[6]。
来自基因组分析、细胞培养、动物模型和临床的最新研究表明，自噬在自身免疫性疾病的易感性和进展中起着重要作用[2]。目前已发现自噬相关基因多态性与系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、银屑病和多发性硬化等相关[2,23]。通过生物信息学分析，发现早期和晚期pSS患者的自噬状态存在差异，提示自噬参与pSS的发生发展。
3.1 自噬相关蛋白在pSS腺体的异常表达
自噬相关蛋白是参与自噬体生物发生的蛋白质，由ATG基因编码。迄今为止已报道的自噬相关蛋白约有20种，这些“核心”蛋白构成一些功能组：ULK1复合物、PI3K复合物、ATG12-ATG5-ATG16L1复合物、LC3脂化系统，基本可代表自噬体形成过程[18]。
Alessandri等[9]在pSS患者的唇腺中检测到ATG5和LC3-Ⅱ的表达上调，并通过对CD4、CD8、ATG5和LC3-Ⅱ免疫荧光共定位，进一步证实pSS患者唇腺中自噬的增强，且主要细胞来源为CD4+T淋巴细胞。该研究首次提供了pSS患者唇腺中CD4+T淋巴细胞自噬上调的证据，并且发现淋巴细胞自噬水平与疾病活动指数、损伤指数[24-25]之间存在明显的相关性，即LC3-Ⅱ水平与这2个指数评分呈正相关，提示CD4+T淋巴细胞的自噬激活可能启动自身免疫。该团队的后续研究[10]发现，pSS患者唇腺生发中心样结构中浸润的B、T淋巴细胞自噬上调，可能表明自噬的异常调节参与了病变内自身免疫过程的发展和持续；
pSS患者的循环淋巴细胞中没有检测到自噬的激活，进一步证实了该通路的主要作用是在唇腺局部组织水平。侯佳奇等[11]研究发现，pSS患者唇腺上皮细胞的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3和LC3-Ⅱ表达明显增加，其中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3主要定位于上皮细胞的细胞质，LC3-Ⅱ定位于浸润的炎性细胞和上皮细胞的细胞核，提示pSS患者唇腺上皮细胞存在更显著的凋亡和自噬现象。相关性分析提示，pSS患者唇腺上皮细胞的凋亡和自噬程度与局部炎症程度即自身免疫活化程度呈正相关。动物模型研究也有类似发现。Du等[12]研究发现，与7周龄NOD小鼠（SS动物模型）相比，21周龄NOD小鼠颌下腺ATG5和BECN1的表达增加，这表明自噬随着疾病的进展增加。自噬和凋亡的增强可使唾液腺上皮细胞中的SS相关自身抗原Ro/SSA和La/SSB再分布[26]。
与唾液腺类似，有证据表明SS泪腺中的自噬也升高。Byun等[13]发现，与非SS干眼相比，SS干眼症患者泪液和结膜上皮的ATG5和LC3B-Ⅱ/Ⅰ水平明显升高。结膜上皮的免疫染色显示，ATG5和LC3B-Ⅱ点状胞质染色模式在SS干眼患者中增强，在8周龄NOD/LtJ小鼠（SS动物模型）的泪腺中也观察到相似染色模式，并且在16周龄NOD/LtJ小鼠泪腺中显著发展，表明自噬的失调可能与SS干眼症的发生发展有关。该团队后续研究[27]证实，泪液中ATG5可作为一种生物标志物在干燥综合征诊断中应用。Lee等[14]观察NOD/LtJ小鼠发现其泪腺在SS临床和病理特征出现之前已出现自噬诱导：早在5周龄早期，小鼠泪腺即可检测到ATG5和LC3B-Ⅱ的点状细胞质染色模式，随时间推移逐渐增加并在17周时变得突出，小鼠血清抗ATG5水平也从9周龄开始升高，并逐渐升高直至21周。但从9周龄开始，小鼠才表现出泪液分泌量明显减少并持续减少；
13周时，泪腺组织切片才可观察到多个白细胞浸润灶，血清抗Ro抗体水平才显著升高。
然而Barrera等[15]发现，在轻度（1个浸润灶）pSS患者唇腺中自噬水平降低。也有动物实验[16-17]发现，SS模型小鼠中唾液腺中自噬和CMA均受到损害。
有关自噬在pSS发生发展中的作用和地位还需进一步探索，上述研究突出了细胞自噬作为疾病活动的生物标记物的潜力，并为验证自噬作为pSS的创新药物靶点的治疗意义提供了新的基础。
3.2 pSS中自噬与固有免疫及适应性免疫
pSS的发病依赖于固有免疫和适应性免疫之间复杂的相互作用导致的以自我耐受性丧失为特征的自身免疫爆发[28]。固有免疫是机体抵抗病原侵袭的第一道防线，执行者为多种固有免疫细胞，其效应过程受多种固有免疫分子精细调控；
适应性免疫是在固有免疫基础上，针对特定抗原产生特异性免疫应答，包括B细胞介导的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫。自噬与免疫作为重要的维稳机制，二者的相互作用在pSS中发挥了重要作用。
巨噬细胞是固有免疫的主要效应细胞，也是pSS组织病理学病变的重要组成部分，在以重度浸润为特征的小唾液腺病变中，巨噬细胞水平升高[29]。从病原体识别和吞噬到细胞因子释放和炎症反应，自噬参与了巨噬细胞几乎所有的功能[30]。在pSS患者的唇腺组织中也检测到专司抗原提呈的树突状细胞，在轻度SS病变中，外周血髓样树突状细胞向唾液腺聚集可导致外周血髓样树突状细胞耗竭[31]。自噬参与树突状细胞将抗原递送至细胞表面的组织相容性复合体（histocompatibility complex，MHC）-Ⅱ，激活T细胞，自噬缺陷的树突状细胞呈递抗原的能力受损[32]。促炎细胞因子与自噬之间相互作用，肿瘤坏死因子-α、IL-1α和IL-1β等细胞因子可诱导细胞自噬，而自噬以环境依赖的方式调节细胞因子的产生[33]。自噬在固有免疫中仍有“双刃剑”的作用，自噬水平的变化可增强或降低固有免疫。
外分泌腺大量淋巴细胞浸润为pSS的主要病理特征，T细胞是pSS中观察到的免疫病理损伤的主要因素。尽管CD4+T细胞在轻度病变中占优势，但在晚期病变中观察到的主要细胞类型是B细胞[29]。研究[9-10]表明，pSS唇腺中B、T淋巴细胞自噬增强。自噬是B、T细胞激活所必需的，自噬增强为其提供能量，参与免疫应答[34]。
3.3 自噬与pSS的药物治疗
pSS目前尚无特异性的治疗方法，自噬可能是其药物治疗研究的新方向。氯喹和羟氯喹能通过破坏溶酶体酸化来阻断自噬[35]。一项动物实验[14]发现，早期应用氯喹治疗可抑制SS进展。值得注意的是，作为治疗pSS的临床一线药物，糖皮质激素与羟氯喹对自噬的调节起到相反的作用。地塞米松通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路诱导自噬[36]。雷帕霉素直接抑制mTOR，是特异性的自噬诱导剂。雷帕霉素滴眼液应用于SS小鼠干眼，可抑制泪腺炎症，增加泪液分泌，恢复眼表稳态。托法替尼作为Janus激酶抑制剂，可对抗自噬缺陷诱导的IL-6过度表达而抗炎[15]。目前，关于自噬在pSS中的作用机制的研究才刚起步，许多结果尚存争议，靶向调控自噬从而治疗pSS作为新策略也待进一步研究。
综上所述，pSS唾液腺中自噬相关蛋白表达增加，提示自噬可能参与pSS的发生发展，为pSS的研究提供了新方向。然而自噬相关蛋白的表达对应着自噬体形成的过程，并不能代表自噬全过程。自噬通量是指一段时间内自噬的整个过程，包括自噬体的形成到自溶体降解并将降解产物释放回到细胞质的连续动态过程，是反映自噬水平的主要指标[20]。现有研究缺少对pSS腺体中自噬通量的研究，还需深入研究，这将为揭示自噬在pSS的发生发展中的作用机制开辟道路。
利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。
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