[關鍵詞] UVB; 自噬。
[Abstract] Autophagy is a ubiquitous physiological activity of cells,which has become the new researching focus afterapoptosis. More and more researches showed that UVB exposure could cause autophagy and a serious ofpathophysiological reaction of cells. This review summed the literatures published about the mechanism andregulatory factors in this process,and physiological and pathological effects of autophagy on cells exposed toUVB. We hope this review might provide new researching direction and strategy to scholars whom be inter-ested in.
[Key words] UVB; Autophagy.
自噬是細胞內普遍存在的生理活動,是由溶酶體介導的胞內物質降解,降解對象包括細胞質和部分細胞器?,F在認為自噬是一種防御和應激機制,并且在固有免疫和適應性免疫過程中均有重要意義。紫外線中的中波紫外線( UVB)對細胞有復雜的生理和病理作用,其作用途徑和機制至今尚未完全闡明。越來越多的研究證實 UVB 照射能夠引起細胞自噬并引發一系列的病理生理反應,并與許多疾病如系統性紅斑狼瘡、腫瘤等的發生發展有關。
1 自噬概論。
自噬是真核細胞內普遍存在的生理活動,包括三種形式: 大自噬、小自噬和分子伴侶介導的自噬,通常情況下所說的自噬均指大自噬。自噬開始時細胞胞漿內出現包裹吞噬物的吞噬泡,從粗面內質網脫落的雙層膜包裹一部分細胞質及細胞器、蛋白質等,形成自噬體,與溶酶體融合后形成自噬溶酶體,內膜及內容物進入溶酶體腔并被降解為氨基酸和其它大分子物質以供再利用。自噬對細胞有保護作用,例如在饑餓、缺氧、紫外線照射損傷等應激狀態下通過降解細胞內物質而為細胞存活提供營養,抑制細胞凋亡; 或通過清除老化的細胞器及受損傷的 DNA 等物質維持細胞環境穩定,預防細胞惡變及過度增殖[1].但是,過度自噬又能導致Ⅱ型細胞程序性死亡。因此,自噬對決定細胞最終存活或死亡有重要作用[2].
2 UVB 對細胞的影響。
UVB 對細胞有復雜的生理和病理作用,包括: ①合成維生素 D: UVB 能將表皮中的 7-脫氫膽固醇轉化為維生素 D3的前體; ②細胞增生: 誘發細胞的有絲分裂,DNA,RNA 和蛋白質的合成增加,促進細胞增殖; ③光老化: 導致端??s短、線粒體 DNA 突變、基質金屬蛋白酶和膠原合成等改變; ④誘發腫瘤: 誘導 DNA損傷和修復基因突變,刺激生存促進腫瘤形成的酶、誘導炎癥反應; ⑤影響免疫: 影響 T,B 淋巴細胞的數量和功能,導致細胞免疫和體液免疫紊亂等。近年來,隨著自噬成為新的研究熱點,已證實UVB 能誘發和影響細胞自噬水平。
3 UVB 影響細胞自噬的機制。
自噬的信號通路可以分為哺乳動物雷帕霉素靶蛋白( mammalian target of ra-pamycin,mTOR) 依賴和非 mTOR 依賴兩種,UVB 可以同時作用于 mTOR 依賴通路和非 mTOR 依賴通路[3].
3. 1 mTOR 依賴通路 mTOR 是細胞營養和能量水平的關鍵感受器,mTOR 激活時,自噬反應受到抑制; 而當 mTOR 抑制時( 如饑餓狀態下) ,自噬反應激活。mTOR 的上游調節信號包括但不限于以下因子: classⅢ磷脂酰肌醇 3-激酶( phos-phoinositide 3-kinases,class Ⅲ PI3K) ,對mTOR 起抑制作用; Akt: 是一種絲氨酸 /蘇氨酸激酶,又稱蛋白激酶 B ( Proteinkinase B,PKB) ,對 mTOR 起激活作用;腺苷酸活化蛋白激酶( AMPK) : 是廣泛存在的絲氨酸/蘇氨酸激酶,是高度敏感的細胞能量儲備感受器,對 mTOR 起抑制作用。
UVB 對于 mTOR 依賴通路的作用包括以下方面: ① Akt/mTOR 和 p53: UVB照射細胞后能夠作用于 mTOR 依賴通路,激活 Akt/mTOR 信號通路的同時激活 p53 通路,p53 具有促進細胞周期停滯、細胞凋亡、細胞自噬等功能,最終導致細胞死亡。而 Akt/mTOR 的作用則正好相反,最終導致細胞存活增殖,并有可能積累 DNA 損傷致惡變。二者互為拮抗,維持細胞生存和死亡的平衡點,調控異常則可能導致疾病[4].②糖原合酶激酶 3β( GSK3β) 和 AMPK: GSK3β 可能是UVB誘發自噬的通路中的一環。 使GSK3β 失活能增加 UVB 導致的自噬,而過表達 GSK3β 能減少 UVB 導致的自噬,提示 GSK3β 對自噬起負調控作用,而UVB 可能通過調節 GSK3β 的活性來影響細胞自噬。此外,UVB 能活化 AMPK,AMPK 能抑制 mTOR 的活性,激活自噬。而 GSK3β 和 AMPK 之間有復雜的相互抑制作用[5].③類胰島素生長因子 1 受體( IGF-1R) : 在細胞對 UVB 照射后發生的反應中,IGF-1R 可以作用于 mTOR的上游蛋白 Akt,Akt 可以激活 mTOR,下調自噬進程,最終導致細胞自噬減少[6].
3. 2 非 mTOR 依賴通路 除 mTOR 依賴通路外,尚有多種通路及蛋白可以激活并調控自噬,其中 Beclin 1 是自噬的潛在激活因子。筆者前期的研究[7]發現UVB 照射能改變細胞的自噬水平,表現為 LC3-Ⅱ/Ⅰ的比值和 Beclin-1 的水平變化,而紫外線抵抗相關基因( UVRAG)的變化與 Beclin-1 的變化基本一致,這說明 UVRAG 與 Beclin-1 可能共同參與了 UVB 對細胞自噬的誘導。