自噬(autophagy)是細(xì)胞受到刺激后，通過溶酶體途徑降解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的統(tǒng)稱，是近年來逐漸被認(rèn)識的細(xì)胞除壞死和凋亡外的第3種死亡方式。在通常情況下，自噬在多數(shù)細(xì)胞內(nèi)都處于一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃健．?dāng)細(xì)胞受到外界因素刺激，如饑餓、缺氧、高溫或損傷、過多的細(xì)胞器和胞質(zhì)成分積聚等多種情況下，則會產(chǎn)生過度自噬。腦缺血是由于腦組織血流不足，腦細(xì)胞代謝障礙，最終導(dǎo)致腦細(xì)胞不可逆性損傷和死亡的一系列病理生理學(xué)過程。近年來，眾多研究表明，自噬參與了腦缺血損傷的發(fā)生、發(fā)展過程。現(xiàn)就自噬在腦缺血性損傷中的作用綜述如下。

　　1 自噬的形成過程及分子機(jī)制根據(jù)細(xì)胞物質(zhì)到達(dá)溶酶體腔途徑的不同，自噬可以分為大自噬、小自噬以及分子伴侶介導(dǎo)的自噬3種形式。我們通常所說的“自噬”主要指大自噬，其過程可以被人為地分成4步，包括自噬的誘導(dǎo)、自噬體膜的形成、自噬體的形成、自噬體與溶酶體的融合以及內(nèi)容物的降解。第1步，營養(yǎng)物質(zhì)豐富(如復(fù)糖復(fù)氧)的情況下，雷帕霉素靶蛋白C1復(fù)合物(mTORC1)與哺乳動物同源物ULK復(fù)合物ULK1/2mAtg13FIP200Atg101結(jié)合，促使ULK1(或ULK2)磷酸化及絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶自噬相關(guān)基因13(autophagyrelatedgene13，Atg13)mAtg13的高度磷酸化，從而對自噬的誘導(dǎo)產(chǎn)生抑制作用。但是當(dāng)環(huán)境營養(yǎng)不足(如缺糖缺氧)的情況下，mTORC1與ULK復(fù)合物ULK1/2mAtg13FIP200Atg101分離，使mAtg13去磷酸化，自噬誘導(dǎo)開始。第2步，磷脂酰肌醇三磷酸激酶(phosphatidylinositol3kinase，PI3K)分為Ⅲ型，其中Ⅰ型PI3K抑制自噬的發(fā)生，而Ⅲ型PI3K促進(jìn)自噬的發(fā)生。PI3K復(fù)合物由Beclin1(Atg6的同源物)、Ⅲ型PI3K和p150(Vps15的同源物)組成，募集胞質(zhì)中含F(xiàn)YVE或PX基序的蛋白質(zhì)，用于自噬體膜的形成。第3步，Atgl2由El樣酶Atg7活化，之后轉(zhuǎn)運(yùn)至E2樣酶Atgl0，最后與Atg5結(jié)合，形成自噬體前體[。微管相關(guān)蛋白輕鏈3(microtubuleassociatedprotein1lightchain3，LC3)在半胱氨酸蛋白酶Atg4的作用下脫去羥基端變成LC3Ⅰ，隨后LC3Ⅰ 被Atg7激活并轉(zhuǎn)位到Atg3，在Atg3的作用下與PE連接并酯化形成LC3Ⅱ，定位于自噬體的內(nèi)膜和外膜，形成完整的自噬體。因此，常把LC3Ⅱ/LC3Ⅰ作為自噬的標(biāo)志蛋白。第4步，自噬體與溶酶體的融合需要溶酶體相關(guān)膜蛋白1(lysosomalassociatedmembraneprotein1，LAMP1)、LAMP2和lGTPaseRab7，但是具體的作用機(jī)制目前還不清楚。融合后，內(nèi)容物開始降解，其過程主要依賴一系列溶酶體水解酶，包括組織蛋白酶B、D、L，最后內(nèi)容物降解產(chǎn)物通過溶酶體透性膜轉(zhuǎn)到胞液中被重新利用。

　　2 腦缺血后自噬的誘發(fā)因素腦缺血后自噬的誘發(fā)因素包括由大量活性氧、自由基的釋放引起的氧化應(yīng)激，通過上調(diào)自噬相關(guān)蛋白LC3、Beclinl表達(dá)從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡后，未折疊蛋白或錯誤折疊蛋白在ER積聚，通過對自噬相關(guān)信號通路哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin，mTOR)抑制后誘導(dǎo)細(xì)胞的自噬;海馬神經(jīng)細(xì)胞的JNK活性增強(qiáng)后通過引起神經(jīng)細(xì)胞興奮性毒性進(jìn)而誘導(dǎo)自噬和凋亡等。程序性死亡方式包括凋亡與自噬，二者作用交叉。其中Bcl2、Bclxl、Bax、caspase家族等基因稱為凋亡相關(guān)基因，Bcl2蛋白水平下降能引起自噬激活，caspase對細(xì)胞自噬也具有十分重要的作用，它們可以裂解自噬相關(guān)蛋白，裂解后的蛋白碎片具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用。

　　3 參與腦缺血后自噬的主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路自噬的調(diào)節(jié)較為復(fù)雜，有多條信號通路參與，其中主要包括mTOR、AMPKmTORC1信號通路、核因子NFκB、絲裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase，MAPK)介導(dǎo)的信號通路等。

　　3.1 PI3K/AktmTOR信號通路

　　mTOR是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，包括mTOR復(fù)合物1(mTORcomplex1，mTORCl)即雷帕霉素敏感型和mTOR復(fù)合物2(mTORcomplex2，mTORC2)即雷帕霉素欠敏感型。mTORCl是自噬的主要調(diào)節(jié)靶點(diǎn)，其主要調(diào)節(jié)因素包括糖和高能量狀態(tài)、各種應(yīng)激以及該通路的上游信號分子;雷帕霉素和氧糖剝奪等引起的缺血缺氧情況下可穩(wěn)定RaptormTOR的連接，抑制mTORCl的激酶活性，從而促進(jìn)自噬。上游信號分子主要包括PI3K/Akt中相關(guān)通路，正常情況下Beclinl可使PI3K活化，從而使得Akt在細(xì)胞膜上聚積;此時(shí)，Akt出現(xiàn)磷酸化，促進(jìn)腫瘤抑制基因TSC2編碼的蛋白磷酸化，激活raptormTOR復(fù)合物和mTORCl的激酶活性，從而抑制自噬。腦缺血損傷后，缺血缺氧刺激激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisomeproliferatoractivatedreceptorγ，PPARγ)，抑制Beclinl活性后，抑制PI3K和Akt的活性，從而抑制mTORCl的激酶活性，因此產(chǎn)生自噬。

　　3.2 AMPKmTORC1信號通路

　　一磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMPactivatedkinase，AMPK)是能量傳感器，主要由催化亞基α和調(diào)節(jié)亞基β、γ組成，真核細(xì)胞內(nèi)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶即是AMPK。大腦中大量存在催化亞基α1、α2，在能量缺乏如缺血缺氧等情況下被迅速激活，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的癥狀。LKB1激酶和Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性激酶激酶β(Ca2+/calmodulindependentprotein kinasekinaseβ，CaMKKβ)屬于AMPK的上游激酶。有研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)AMP/ATP比值或者升高Ca2+的濃度時(shí)，CaMKKβ會出現(xiàn)磷酸化，從而產(chǎn)生磷酸化的AMPK(pAMPK)，進(jìn)而抑制TSC1/2和mTORC1的活性產(chǎn)生自噬，調(diào)節(jié)該過程的還包括mTORC1的底物S6K1。Wang等研究證實(shí)抑制自噬相關(guān)信號通路mTOR的活性產(chǎn)生自噬后，其下游眾多的靶蛋白及信號通路如mTORC14EBPs激活和TSC2mTORS6K1抑制，影響蛋白質(zhì)翻譯、核糖體合成等代謝過程，從而參與腦缺血/再灌注后神經(jīng)細(xì)胞的自噬性死亡或加重細(xì)胞的自噬性損傷。

　　3.3 NFκB信號通路

　　哺乳動物核因子(NF)κB的家族成員包括p50/p105(NFκB1)、p52/p100(NFκB2)、cRel、RecB、p65(RecA)等。正常情況下，NFκB位于胞質(zhì)中并與其抑制蛋白(IκB)緊密結(jié)合。當(dāng)細(xì)胞受到缺血缺氧等因素刺激時(shí)，激活后的NFκB從胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到胞核中，進(jìn)而上調(diào)p62蛋白的表達(dá)，從而使得p53、IκBα和Bcl2表達(dá)減弱，自噬相關(guān)蛋白LC3Ⅱ和Beclinl的表達(dá)增強(qiáng)，從而產(chǎn)生自噬。Li等為了誘導(dǎo)局灶性腦缺血模型，采用NFκB基因敲除小鼠，并對其大腦中的動脈遠(yuǎn)端分支結(jié)扎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NFκB途徑可調(diào)控腦缺血誘導(dǎo)的自噬樣損傷。Cui等研究發(fā)現(xiàn)在大鼠海馬區(qū)經(jīng)過缺血/再灌注損傷后，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路NFκBp53參與損傷處相關(guān)的自噬與凋亡。

　　3.4 MAPK介導(dǎo)的信號通路

　　細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellularsignalrelatedkinase，ERK)、氨基末端激酶(JunNH2terminalkinase，JNK)和p38構(gòu)成了MAPK。mTORC1是其下游調(diào)節(jié)分子，有研究發(fā)現(xiàn)，在腦缺血/再灌注中的缺血缺氧刺激下，MAPKmTOR信號通路能夠降低LC3、Beclin1和抗胸腺細(xì)胞球蛋白等自噬相關(guān)蛋白的水平，使得ERK、Akt、磷酸肌醇依賴性激酶(PDK1)的活性受到抑制，進(jìn)而激活mTOR、JNK、p38、蛋白絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶(PTEN)的活性，從而產(chǎn)生自噬。

　　3.5 其它

　　此外，調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)自噬的途徑還包括信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路p53，Ras/蛋白激酶A(PKA)和毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)突變蛋白激酶(ATM)mTOR，以及Bcl2與Beclinl復(fù)合體等。