自噬又称为Ⅱ型细胞死亡，是细胞在自噬相关基因(autophagy related gene,Atg)的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程。在哺乳动物细胞中存在3种不同的自噬类型：巨自噬(本文若无特殊说明均指自噬)、微自噬和分子伴侣介导的自噬。越来越多的证据显示，自噬与生物体内许多病理生理学状态相关，包括生长发育，细胞分化，组织重构，组织损伤，衰老和癌症^{[1, 2]}。非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是目前世界范围内最普遍的慢性肝脏疾病，西方国家大约20%~30%的成年人患有非酒精性脂肪肝，其在肥胖和糖尿病人群中的患病率已增加到80%^{[3, 4]}，但其具体的发病机制尚不清楚，且仍没有治疗的有效方法。因此，对非酒精性脂肪肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)有效治疗方法的探索具有重要意义。本研究关注自噬在NASH病理生理学中可能发挥的作用。

非酒精性脂肪肝是以脂质代谢紊乱和甘油三酯在脂滴中过度积累为主要特征^[5]。过多的肝脂肪积累和脂肪变性是NAFLD的典型早期症状。而且，脂肪变性可能会进一步发展成为肝细胞损伤。因胰岛素抵抗而使更多的游离脂肪酸向肝脏运输是脂肪变性发生发展的关键^[6]，但其具体机制目前仍有待进一步研究。最近，自噬被认为是细胞维持长寿命蛋白和细胞器循环动态平衡的重要细胞内通路^[7]。溶酶体包裹着酯酶进而降解外源性脂蛋白，而之前人们并不认为细胞内脂质也可以通过自噬途径降解。然而，因为脂解作用和自噬具有相似的功能和调控因子，所以有人猜测自噬和脂类分解过程具有某种内在联系^[8]。尤其是这两条通路都在机体营养充足时受胰岛素的负调节，而在营养缺乏时受胰高血糖素的正调节。

尽管自噬一般被认为是降解细胞内蛋白质(非选择性)和细胞器(选择性)，目前的研究显示自噬也能选择性的降解脂滴，这一过程被称作脂肪耗失^[9]。细胞内的脂质通常以甘油三酯的形式储存于脂滴中，并被一层磷脂包围。自噬能够调节肝脏甘油三酯含量是基于以下观察结果：(1)3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)通过作用于哺乳动物磷脂酰激醇3-激酶(PI3-K)，药理性抑制细胞自噬，进而增加用普通培养基培养和用不饱和脂肪酸(油酸)干预的肝细胞中甘油三酯含量。(2)氯喹能够增加溶酶体的PH，抑制溶酶体的降解作用，并增加用脂肪酸处理的肝细胞中甘油三酯含量^[10]。(3)通过敲除Atg5基因而抑制细胞自噬能够增加用脂肪酸处理的肝细胞中甘油三酯含量。(4)特异性敲除小鼠肝脏中的Atg5基因也能够增加小鼠肝细胞中甘油三酯水平^[9]。除了肝实质细胞，抑制细胞自噬还能引起肝星状细胞中脂滴积累^[11]。

通过敲除Atg5基因来抑制自噬，以及用3-MA抑制用脂肪酸处理或用蛋氨酸胆碱缺乏培养基培养的肝细胞自噬，可以显著增加细胞内甘油三酯水平^[12]。由于脂类分解作用降低和因抑制自噬而使脂肪酸β氧化降低，大量的甘油三酯和胆固醇存在于脂滴中。通过荧光显微镜显示脂质与自噬体和溶酶体共存，电子显微镜显示脂质存在于自噬体，以及免疫金染色显示微管轻链蛋白和脂滴有关，这些都证实了脂质是随自噬通路运动的。对小鼠的体内研究表明，当因饥饿引发自噬或血浆中游离脂肪酸增加引起肝脏中脂质增加时，肝脏中的脂滴就会和自噬体及溶酶体共同出现^[12]。饥饿时包裹脂质的自噬体囊泡数量增加，说明自噬能够分解脂质以应对这一生理刺激。敲除Atg7基因的小鼠自噬受到抑制，其肝脏中胆固醇和甘油三酯含量增加。说明自噬在调节肝脏脂肪贮存方面发挥着重要作用。有报道证实抑制自噬能够加重酒精诱导的肝脂肪变性^[13]。因此，自噬在脂滴(储存着胆固醇和甘油三酯)分解中起重要作用。自噬还可能通过其他机制调节细胞内脂质含量，比如通过apo-B调节肝脏脂质代谢。目前，已有细胞实验证实在起始阶段，肝细胞通过自噬降解细胞内的脂滴，从而阻止细胞内脂肪沉积及引起的凋亡，从而在早期保护肝细胞，避免和减缓疾病的发展恶化^[14]。

机体衰老后，巨自噬和分子伴侣介导的自噬都会随着脂质在肝脏中的积累而下降^[15]。除了自噬调节脂质代谢，肝脏内脂质积累还能抑制肝细胞自噬。用高脂饲料喂养的小鼠肝脏自噬功能会受到损害，通过自噬降解的脂质减少。因此，不仅衰老使自噬降低进而加重肝脂肪变性，而且肝细胞内过度脂质积累也会使自噬水平降低。脂质积累改变了膜结构，进而降低了自噬体和溶酶体融合的效率，这解释了高脂饲料诱导的脂质积累对自噬的抑制作用。细胞内脂质的过度积累损害了细胞的自噬作用，使单纯的脂肪变性发展为非酒精性脂肪肝炎(NASH)及其并发症。增加自噬可能会减少肝脏脂质积累，并能组织肝损伤的发生及非酒精性脂肪肝炎并发症的出现，比如肝细胞癌。

非酒精性脂肪肝炎以肝细胞损伤、炎症反应、纤维化和脂肪变性为主要特征。根据“二次打击”学说^[16]，肝脂肪变性发生后，不同于导致脂质积累的其他因素引发肝细胞损伤和死亡，继而导致NASH病情恶化。虽然细胞损伤的机制目前仍不清楚，但可能主要包括氧化应激和炎症细胞因子。目前已知自噬能调节细胞死亡通路，包括氧化剂和肿瘤坏死因子，也可能调节脂肪变性背景下的肝细胞损伤。目前的争论主要是自噬能否诱导或阻止细胞死亡。自噬已经和细胞凋亡以及细胞坏死一同被看做是细胞死亡的一种类型。相比之下，许多研究者把自噬的保护功能定义为能让细胞在致死性刺激中存活下来^{[17, 18]}。自噬保护细胞的功能包括除去造成细胞功能紊乱的破损的细胞器和蛋白质^[19]以及为维持能量平衡提供底物。除此之外，自噬和细胞凋亡之间还存在某种联系，自噬通路上的某些组件也能调控细胞凋亡^[20]。目前的证据表明自噬是使细胞幸存的主要通路，尽管自噬在某些条件下也能促使细胞死亡。

自噬降解线粒体(即线粒体自噬)已被证实主要发生于肝细胞和肝脏^[21]。NASH是以线粒体异常积累为主要特征的，这表明线粒体损害，以及清除损害了的线粒体物质的缺乏，可能在NASH疾病中扮演某种作用。降解破损的线粒体受阻，尤其是那些激活线粒体死亡通路的物质受抑制，可能导致氧化应激或释放能促使细胞凋亡的某些因子。敲除Atg5基因抑制肝细胞自噬会使细胞因甲萘醌诱导的氧化应激而死亡，这与腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)消耗及线粒体细胞色素C释放有关，这也说明自噬在清除破损的线粒体以及维持线粒体内ATP的水平以应对氧化应激方面发挥着重要作用^[18]。然而，自噬降低也可能导致c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)/c-Jun信号通路过度激活，这一通路可以调节甲萘醌上游的ATP消耗及其对线粒体的影响。因此，抑制自噬可能导致JNK/c-Jun信号通路过度激活是对NASH中氧化应激的反应。因氧化应激和自噬降低而增加的JNK通路可能会使疾病恶化^[22]。自噬是如何选择性调节JNK通路尚不清楚，这一效应的机制仍有待进一步研究。

炎症是NASH的一种组织学特点，有实验结果表明先天性免疫反应在某些器官的代谢综合征(比如NAFLD)发挥了关键作用^[23]。除了肝脏的炎症反应，脂肪组织炎症也是细胞促炎因子的来源，并能使肝脏疾病恶化。最近的研究表明，自噬已经成为先天免疫反应的重要调节通路，尤其是能够影响病原体识别受体，比如Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)^[24]。在肝脏中，TLR配体与NASH的发病机制(包括饱和脂肪酸，脂多糖，内毒素等)有关。对Atg16L1(一种对肠炎敏感的自噬基因)的研究证实，它能调节自噬体的形成以及调控脂多糖诱导的肠炎。作为对脂多糖刺激的回应，缺乏Atg16L1基因表达的自噬促使促炎细胞因子白细胞介素1β(interleukin 1β，IL-1β)和白细胞介素18(interleukin 18，IL-8)增加^[25]。缺乏造血细胞Atg16L1的小鼠对葡聚糖硫酸酯诱导的由促炎细胞因子IL-1β和IL-18调控的结肠炎更加敏感。脂多糖是TLR4的一个配体，它们都与NASH的发病机制有关^[26]。因此，巨噬细胞自噬减少可能导致肝脂肪变性和肝损伤。

有研究表明，用脂多糖可诱导人和小鼠巨噬细胞发生自噬，并能增加Kupffer细胞中自噬标志蛋白LC3-II的表达^[27]。脂多糖诱导自噬的机制可能与包括受体相互作用蛋白1和p38蛋白在内的TLR4信号通路有关。有研究结果发现，抑制自噬能使Kupffer细胞产生更多的肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)^[28]，这说明因肝脂肪变性而导致的Kupffer细胞自噬降低在内毒素致敏作用方面发挥了关键作用，尽管其作用机制未被阐明。在慢性酒精诱导的肝损伤中，Kupffer细胞对脂多糖引起的细胞炎症因子的敏感性增加，有学者认为其机制是脂多糖刺激p38活性增强，进而使TNF-α的水平保持稳定^[28]。Kupffer细胞自噬水平降低会使脂多糖激活p38的作用增强，p38活性增强又会使细胞对脂多糖敏感性增加。因此，TLR信号分子能调节自噬水平降低的Kupffer细胞对脂多糖的敏感性，Kupffer细胞自噬水平降低对非酒精性脂肪肝炎的发展具有重要作用。

自噬有很多有益的作用能预防NASH病情的发展和恶化。如前所述，脂肪变性、高胰岛素血症和其他衰老的影响都会损害肝细胞的自噬功能，这也在一定程度上使NASH病情发展。自噬可能与多种疾病有关，尤其是以蛋白质异常聚集为特征的神经变性疾病。使用某些药物使自噬活性增加可能有助于病情的缓解。用药物使肝细胞自噬增加就可能为NASH提供新的治疗思路。最近，卡马西平(一种常用的抗痉挛药)已被证实有助于对α₁抗胰蛋白酶缺乏小鼠的治疗。它能降低肝细胞中突变α₁抗胰蛋白酶的水平，并能减轻肝纤维化程度^[29]。然而，卡马西平诱导自噬是否能够有效降解肝脏中的脂质并减轻细胞损伤仍有待进一步研究。卡马西平不具有肝毒性，它和其他新的自噬诱导剂有可能进入NAFLD治疗药物的临床试验。由自噬造成的脂滴降解会使游离脂肪酸释放到细胞中，这可能会增加肝损伤^[30]。但是，抑制脂滴形成已被证实能够缓解肝损伤和脂肪变性^[31]。因此，在NASH患者身上通过药物增加自噬的活性应该可以阻止病情进一步恶化，缓解疾病的严重程度并防止NASH并发症(如肝癌)的出现。

自噬是一种普遍而又重要的生命现象,广泛参与多种生理和病理过程。作为真核细胞处理和利用不能被蛋白酶降解的损伤或多余的细胞器和蛋白质聚集物的已知的唯一途径^[32]，自噬能够在应激状态下将细胞中非必要的内容物转变成能量及其他细胞急需的物质，从而维持细胞内的稳态。在今后的研究中,随着基因技术、自噬检测技术等的不断改进,在分子水平对自噬认识的不断积累,相信对自噬的了解将会更为全面和深入,并为非酒精性脂肪性肝炎发病机制的研究及其临床治疗提供新思路。