河北中醫學院中西醫結合學院 中西醫結合研究所 河北省中西醫結合肝腎病證研究重點實驗室
孟 鑫 李 穎 安銘立 付欣平 楊 劍△ 李清雪△△ 劉彥雙 陳景偉(石家莊 050200)
提要 細胞自噬作為一種真核細胞的自我保護機制,在處理內源性代謝產物和外源性刺激的過程中發揮著維持肌體蛋白平衡和調節內穩定的重要作用。細胞自噬以降解代謝產物和提供能量物質的相互拮抗、共同作用方式,與中醫陰陽理論的對立制約、互根互用有著相似的內涵。子宮內膜異位癥(EMs)屬于中醫“癥瘕”的范疇,EMs的發生與細胞自噬密切相關。本文嘗試從中醫陰陽理論探討細胞自噬與EMs腎陽虛血瘀病機的關系,以探求EMs腎陽虛血瘀病機的生物學本質。
子宮內膜異位癥(EMs)是指具有活性的子宮內膜組織在宮腔以外的部位生長并引起一系列癥狀的婦科常見病,影響全球10%~15% 的女性[1]。EMs可引起多種臨床表現,如不孕、慢性盆腔疼痛、痛經、性交痛等,因其具有低治愈率及高復發率的疾病特點,目前已成為臨床亟待解決的難題。EMs的基本病理改變為異位的內膜組織在卵巢激素的影響下出現的周期性出血及周圍組織纖維化,最終形成結節或包塊。近年研究發現細胞自噬(autophagy)與EMs關系密切[2-3],已廣泛受到關注,成為目前研究的熱點問題之一。EMs細胞自噬功能的異常是肌體陰陽失衡的微觀表現[4]。從中醫陰陽角度探討細胞自噬與EMs的關系,有望揭示EMs腎陽虛血瘀病機的生物學本質,豐富EMs病因病機的理論內涵。
“自噬”即細胞進行“自我吞噬”的過程,是一種廣泛存在于真核細胞的生命現象。當細胞處于營養缺乏或氧化應激狀態時,通過溶酶體的作用清除胞質內受損或衰老的細胞器、錯誤折疊或無用的蛋白質及細胞內病原體,并將其分解為細胞所需的氨基酸、脂肪酸等小分子物質,以維持細胞生命活動,在維持肌體的內環境穩態方面發揮著重要作用[5]。細胞自噬可分為3種類型:巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬,就目前而言,廣泛意義上研究的細胞自噬具體指“巨自噬”。自噬現象包括4個重要階段,第1階段是接受自噬誘導信號之后形成一個類似“脂質體”的扁平雙脂雙層膜樣結構的游離前自噬泡,是自噬發生的初始階段;第2階段是球狀的自噬體形成,表現為雙層膜結構,內含細胞質成分;第3階段是在自噬溶酶體形成后,由其將細胞內的代謝產物吞噬、分解;第4階段是降解產物循環再利用[6]。自噬發生在細胞質中,是細胞實現自我更新和能量代謝的重要途徑,被視為細胞在應激條件下的一種生存防御機制[3]。其在肌體內發揮著重要作用,物質的代謝、循環再利用過程為細胞的生長發育提供了相應的能量,同時也維持了細胞內的穩定狀態,使其理化性質與各種成分相互調節,保持了肌體的動態平衡。
正常情況下,自噬在調節肌體細胞代謝的過程中維持基礎水平,適當的自噬可通過實現細胞的代謝需要及更新,為細胞提供穩定的生存環境,是細胞的一種自我保護機制。但在應激狀態下,細胞自噬水平不足或過度激活時,則會引起細胞損傷,甚至導致細胞發生自噬性死亡,即“II 型程序性細胞死亡”,是一種不同于凋亡的細胞生理性死亡方式[7]。具有特殊的形態學改變并受多種信號通路的嚴密調控,包括依賴雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的通路,如: 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)通路,單磷酸腺苷活化蛋白激酶/雷帕霉素靶蛋白(AMPK/mTOR)通路;以及非依賴mTOR的通路,如活性氧簇/c-Jun N端蛋白激酶(ROS/JNK)通路[8]等。此外,眾多與自噬相關的因子也在自噬的發生和調節過程中起著重大作用,這其中微管相關蛋白輕鏈3(LC3)已被研究得知可參與自噬體的形成過程,可作為自噬體的特異性標記蛋白,是目前所知的調控自噬的重要基因之一[9]。Beclin-1是酵母菌ATG6/VSP30在哺乳動物的同源基因,是發現最早的自噬調節因子,可誘導自噬相關蛋白定位到自噬體膜上,調控自噬的形成與成熟[10]。叉頭框轉錄因子O1(FOXO1)在轉錄水平上調節自噬活性,可激活多種自噬基因[11]。總之,細胞自噬的調節是一個錯綜復雜的過程,是與其相關的多種因子、多種通路相互作用,共同參與的結果。
正常情況下細胞自噬以其特有的清除與代謝方式使細胞自噬水平處在一個相對平衡狀態,從而維持體內的微環境,這與中醫陰陽理論的對立制約、互根互用、陰陽平和有異曲同工之妙[12]。細胞自噬可作為探索中醫藥微觀作用機制的新思路及新領域[13]。細胞自噬是細胞在受到一定的內外環境如饑餓、缺血、缺氧刺激后,誘導產生的“自我消化”過程,一方面能量的再利用使細胞能夠存活;另一方面,代謝過程中產物也通過自噬得以清除,使肌體內環境趨于穩定。因此,細胞自噬不僅是一種細胞生存機制,也是一種細胞死亡方式[14]。
自噬作為一種調節肌體陰陽使之保持平衡的機制,本身具有陰陽的雙重屬性。其提供能量物質與降解代謝產物的過程從中醫角度來講就是陽與陰的相互拮抗過程,肌體通過這一過程維持了內環境穩定。生理狀態下,細胞內的代謝產物及無用的蛋白質(陰)在細胞自噬的作用下,降解、清除,并形成新的肌體所需能量物質(陽),周而復始,使肌體保持陰陽自和的狀態,“陰平陽秘,精神乃治”。從微觀角度而言,當細胞處于饑餓、缺氧等狀態下,自噬被激活,受損的細胞器及錯誤折疊蛋白被消化降解,轉化為維持正常生命活動所需的能量物質,促進陰陽調和,保持微環境的動態平衡[15]。適度的自噬是肌體內穩定的重要因素,但一旦過度或不足時,也可加速疾病的發生與發展。過度自噬啟動細胞Ⅱ型程序性死亡機制,引起相應的功能喪失,如在神經系統中自噬的過度激活導致神經元的丟失等癥狀[16];脂質代謝中細胞自噬功能不足,促進脂肪的堆積,容易誘發心血管疾病[17]。自噬的太過或不及,都可能引起肌體的陰陽失衡,體現了中醫陰陽的互根互用、對立制約及消長平衡,是陰陽平衡的微觀基礎。自噬調節如同陰陽自和一樣維持體內微環境的動態平衡,體現了陰陽動態平衡觀[18]。王志丹等[19]從陰陽五行學說探討細胞自噬與肝臟脂質代謝的關系,指出自噬水平上調促進脂肪的分解,自噬水平下調則促進脂肪的積聚,自噬對于肝臟脂質代謝發揮正向或者負向調節作用,從微觀調控著體內的脂質穩態。尚奇等[20]認為在維持骨代謝的平衡過程中自噬發揮著積極作用,但其過度或不及依然會引起細胞的死亡。細胞自噬過強,分解過多的代謝產物,則陽亢;細胞自噬不及,代謝產物過度積累,則陰盛。通過調控腎陰腎陽的平衡來調節細胞自噬水平,實現骨形成和骨吸收平衡,對于防治激素性骨質疏松癥具有重要的意義。朱穎等[21]從中醫的陰陽觀來探討健脾法調節腫瘤自噬的作用,當脾陽虧虛,痰濁邪毒積聚時,扶陽(促進自噬)以驅邪;當脾陰不足,放化療抵抗時,滋陰(抑制自噬)以阻礙增殖,從而維持陰平陽秘的微環境,實現抗腫瘤作用。近年來,隨著越來越多的醫家不斷研究細胞自噬與中醫病癥的關系,挖掘了自噬的中醫陰陽理論,進一步補充了對中醫基礎理論的認知,為中醫“證”的微觀物質基礎研究及中醫辨證論治提供了更多有力的依據。
自噬參與生物體多種病理及生理過程,在對環境適應性反應、細胞生長分裂等方面發揮著不可替代的作用,過度或降低的細胞自噬均不利于細胞的生長及存活,在癌癥、糖尿病、神經退行性疾病等多種病理生理狀態中發揮著重要作用[22]。近年眾多研究證實自噬水平的高與低和EMs發生發展密不可分,可能在EMs發展的不同階段中扮演著不同的角色。有學者報道EMs患者的血清、腹腔液及內膜中的LC3和Beclin-1均呈低表達,而自噬受體(P62)蛋白的表達與其相反,呈現出升高趨勢,表明異位內膜的細胞自噬水平是下降的,可能有助于減少細胞凋亡,使細胞逃逸免疫系統的追捕[6]。另一方面,也有研究[23-24]發現EMs組織中的自噬相關因子,如LC3和Beclin-1的表達要明顯高于正常內膜,認為高水平的自噬可提供更多的能量,以便于“異位”的內膜組織更好的移植浸潤,從而加速病情進展。諸多研究表明EMs在缺氧微環境下,細胞自噬將被啟動,進而參與EMs的發生發展,但其變化水平及具體的分子調控機制還需進一步研究。
中醫理論認為異位內膜伴隨著卵巢激素的周期性變化剝脫出血即為“離經之血”,“離經之血”不能及時消散則為血瘀。“離經之血”積聚日久形成“有形病灶”即為“癥瘕”,基本病機為“瘀血內阻沖任、胞宮”,符合中醫“血瘀證”特點。《婦人大全良方·婦人腹中瘀血方論》載:“婦人腹中瘀血者,由月經閉積,或產后余血未盡,或風寒滯瘀,久而不消,則為積聚癥瘕矣”。杜惠蘭教授經過多年的臨床實踐,發現EMs患者多表現為形寒肢冷、腰以下畏寒、得熱痛減、舌質瘀紫且病程較長的特點,因此認為腎陽虛血瘀為EMs的基本病機。中醫理論認為腎主生殖,腎陽為一身陽氣的根本,五臟之陽氣,非此不能發。腎陽充盛,才能促進肌體新陳代謝,溫煦、氣化“離經之血”,促進其化生,消化吸收子宮內膜的瘀血濁氣。“瘀血”的形成與肌體內陽氣的盛衰關系密切,陽氣充盛有助于血水之運化,若腎陽虧虛不能溫養血脈,血寒而凝,氣血運行不暢,經血易于積聚,從而加重“瘀血”之證,使病情纏綿難愈。《素問·調經論》曰:“寒獨留則血凝泣,凝則脈不通。” 可見,腎陽的虧虛是血瘀形成的重要因素之一。EMs患者“離經之血”屬于陰類物質,易損傷陽氣。“陽化氣,陰成形”,肌體內堆積的瘀血若不能及時被清除吸收,阻滯胞宮,漸積成癥;腎陽不足,命門火衰,溫煦、氣化功能減弱,則處理消解陰類物質的能力下降,使血失溫運而遲滯成瘀。《素問·生氣通天論》云:“陰平陽秘,精神乃治。”肌體發生疾病追本溯源是陰陽動態平衡遭到破壞,若不能及時調整陰陽,恢復陰陽平和,可引起整個肌體的失衡,從而出現相應的外在表現。EMs患者瘀血內阻沖任胞宮,為陰邪積聚,腎陽虧虛,氣化失司,不能消散離經之血,從而出現痛經、不孕、月經失調、盆腔包塊等一系列癥狀。EMs腎陽虛血瘀的病機蘊含了中醫陰陽消長失衡的觀點。自噬根據肌體內微環境的改變而清除細胞內受損成分,以此提供能量的過程是體內陰陽自我平衡的關鍵環節,也在EMs的發生發展中扮演了重要角色。自噬是正氣虧虛下的自救過程,當肌體正氣不足時,可通過自噬機制的調節來維持肌體的陰陽平衡[25]。隨著EMs病程的進展,腎陽虧虛,“化氣”不能,“陰成形”太過,則內生瘀血阻滯,代謝廢物進一步堆積,自噬被過度激活。“陰邪”利用自噬為其清除在生長種植過程中的障礙,提供生長所需能量,并反過來進一步阻滯氣血運行,日久成癥,損耗腎陽,陰陽失衡,形成缺血缺氧的微環境,促進自噬的惡性循環[26]。由此可見,在EMs進展階段,自噬通過參與細胞代謝和能量轉換發揮了助邪作用,參與了腎陽虛血瘀的病機轉化。
自噬作為廣泛存在于真核細胞中的一種防御機制,通過清除細胞內廢棄物質以產生新的物質能量,維持內環境穩定,在EMs的發生發展中也扮演著亦正亦邪的角色。自噬的太過或不及都直接影響到肌體陰陽的平衡,《素問·至真要大論》的“謹察陰陽所在而調之,以平為期”,從調節陰陽平衡角度把握自噬在EMs發展中起到的作用,采用補腎溫陽、祛寒化瘀之法調節細胞自噬維持在穩態水平可作為治療EMs的一個切入點。從中醫陰陽理論角度認識自噬與EMs疾病腎陽虛血瘀病機的關系,挖掘中醫中藥調控自噬的關鍵分子及調控機制,對于豐富中醫治療EMs疾病的科學內涵具有重要意義。