自噬是发生在细胞溶酶体中，受自噬相关基因(autophagy-related genes, ATGs)介导的分解代谢过程[1,2]。自噬由细胞营养状态改变和细胞应激事件诱导，通过选择性地清除细胞中潜在的有毒蛋白质和受损细胞器，在外界环境压力与刺激下对细胞稳态平衡的维持、细胞蛋白质和细胞器的质量控制至关重要[3,4]。自噬调节失衡会导致异常代谢产物的生成和正常代谢产物的蓄积，这与肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病等代谢紊乱疾病的高发相关[5]。自噬异常导致的代谢失衡还可干扰基因组稳定性，进一步诱导核心自噬或选择性自噬突变，从而增加患癌风险[6,7],自噬在一定程度上还影响肿瘤微环境、肿瘤免疫反应以及肿瘤代谢[8]。据证实，子宫内膜癌(endometrial carcinoma, EC)是一类与代谢异常密切相关的恶性肿瘤，大量研究报道自噬介导的代谢紊乱参与EC的发生发展并影响EC患者的预后。因此本文旨在综述自噬与代谢紊乱和EC发生发展关系的研究进展。

1、自噬与物质代谢及代谢性疾病的联系

自噬常涉及PI3K/AKT/mTORC1通路、LKB1/AMPK通路和Ras/Raf/ERK通路，是维持合成代谢与分解代谢二者间平衡的重要途径[9]。在维持机体物质能量平衡的主要器官例如脂肪组织、肝脏和胰腺内，自噬负责完成组织固有的代谢任务[2]。在脂肪细胞的表型转化[10]、肝脏的脂肪积累[11]、胰岛β细胞的生物功能维持[10,12]、中枢神经系统的食物摄入调节[13]以及炎症反应[5]等方面，自噬还具有多层次的作用。正常情况下，自噬稳定在维持基础生理活动的较低水平，当机体处于饥饿条件下或三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)的水平较低时，AMP依赖的蛋白 激酶(adenosine 5'-monophosphate(AMP)-activated protein kinase, AMPK)被激活，随后AMPK激活UNC样 自噬激活酶1(UNC-like autophagy-activating kinase 1,ULK1)启动自噬[14],另一方面AMPK磷酸化激活结节性硬化复合体2(tuberous sclerosis complex 2,TSC2),TSC2进一步通过抑制mTORC1激活自噬，促进物质利用，维持细胞代谢平衡。

有研究证实，肝脏细胞的自噬缺陷使其不能抵抗胰岛素信号轴持续刺激后的氧化应激和内质网(endoplasmic reticulum, ER)应激，这使得胰岛素反应性靶细胞出现胰岛素抵抗，并导致胰岛β细胞功能受损[11]。同时自噬缺陷可抑制胰岛β细胞的未折叠蛋白反应从而损害其高分泌表型[15],例如胰岛β细胞中敲除ATG7的小鼠会表现出葡萄糖不耐受和胰岛素分泌减少[16],高脂肪饮食条件下自噬缺陷的小鼠更容易发生糖尿病并出现明显的线粒体损伤和胰岛β细胞损失[17],ATG4b缺陷的小鼠在高脂肪饮食下表现出内脏脂肪增多、肝脏脂肪变性加重、葡萄糖耐量降低、胰岛素反应减弱[18],这意味着自噬对代谢压力的适应性反应是抑制代谢性疾病所必需的。与这些结果相一致的是，肥胖小鼠肝脏细胞中过表达ATG7基因则可抑制ER应激并增强胰岛素敏感性[19],ATG5过表达的小鼠不仅表现出对胰岛素的敏感性增强，其抵抗氧化应激的能力和运动能力也相应增强[20]。另外，在ATG7敲除小鼠的肝脏中观察到脂滴、胆固醇和甘油三酯明显增加，虽然有报道称肝脏细胞中转录因子EB(transcription factor EB,TFEB)的过表达直接上调过氧化物酶增殖体激活受体γ辅激活因 子1α(peroxisome proliferator-activated receptor gama coactivator 1 α,PGC1α),PGC1α通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxisome proliferator activated receptor α,PPARα)的活性促进肝脏的脂质降解，然而在ATG7敲除小鼠中过表达TFEB并不能加速肝脏组织中的脂质降解[21,22],这意味着自噬是TFEB介导的脂质降解所必需的。更重要的是，过表达TFEB可以通过自噬途径逆转高脂肪饮食小鼠的代谢异常，不仅能预防代谢综合征，还能治疗代谢综合征[22]。

尽管肝细胞中自噬缺陷会表现出促肥胖表型[16,21],但脂肪细胞中ATG7的特异性敲除则加速消耗白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)、提高脂肪组织的胰岛素敏感性，表现出抗肥胖表型[14,23]。另外，多种组织的自噬活性会随着年龄的增长而下降，然而衰老的脂肪细胞中，自噬的负调控因子Rubicon的水平逐渐下降，这使得脂肪细胞的自噬活性随年龄增长而增强，特异性敲除脂肪细胞Rubicon基因的小鼠在高脂肪饮食后表现出全身性的脂肪重量和脂肪细胞体积减少，但葡萄糖不耐受和肝脏脂肪变性明显增加，重点是这些改变在ATG5基因缺失背景下被逆转[11]。这说明自噬对物质代谢的调节具有组织特异性，意味着不同组织间的自噬调节会相互配合参与正常生理或病理进程。另外自噬在物质代谢中似乎也具有双重作用，自噬激活可促进脂肪分解[19,21],但也有研究发现自噬的激活会导致地西泮结合抑制剂或酰基辅酶A结合蛋白(diazepam binding inhabitor/acyl-CoA-binding protein, DBI/ACBP)释放，进而增强摄食信号，促进脂肪生成[24]。除此之外，AKT-mTOR信号传导受损的肥胖小鼠模型中，过度自噬还导致内皮损伤进而引发高血压，重新激活AKT-mTOR途径则可通过抑制自噬逆转内皮损伤，降低血压[25]。结合多项研究已证实运动、抗糖尿病药物以及限制热量等手段治疗代谢性疾病的途径之一就是激活自噬[9,26,27],因此，我们有理由认为自噬的调节失衡是代谢性疾病的病因之一。

2、自噬与EC的关系

在中国，EC的发病率已位居女性生殖系统恶性肿瘤第2位。尽管大多数EC患者诊断期别早，术后5年生存率良好，但目前对期待保育的年轻EC患者以及复发、转移的晚期EC患者的治疗仍十分有限，加之EC的发病人群呈年轻化趋势，EC的发病率和病死率在逐年上升。研究发现由ATGs调控的大自噬是子宫内膜生理中最主要的形式[28],其受卵巢激素调节参与分泌期与月经期间正常内膜腺上皮和间质细胞的凋亡，对子宫内膜生理具有重要作用[29]。在卵巢切除后且无外源性雌激素补充情况下，子宫内膜上皮细胞中ER数量增加且呈扩张状态，引发ER应激，随后花生四烯酸(arachidonic acid, AA)释放减少，前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)表达降低，导致AKT/mTOR信号通路失活，最终激活自噬，由自噬完成绝经后子宫内膜的萎缩[30]。但研究发现自噬过强时反而促进内膜及基质细胞的增生及异常免疫反应[29],基因组数据分析也发现EC是ATGs突变数目最高的肿瘤类型[31] ,这意味着自噬异常似乎也参与EC的发生发展。

2.1 自噬参与EC的发生

微管相关蛋白轻链3(microtubule-associated protein light chain 3,LC3)抗体反应呈“石样”结构(stone-like structures, SLS)是自噬活性的标志，高SLS反映高水平自噬。SIVRIDIS等人[32]通过比较正常内膜、增生内膜及EC组织标本发现，SLS仅出现在非典型增生内膜及EC组织中，并且EC中的SLS数量显著增多。他莫昔芬通过激活蛋白激酶Cδ(protein kinase C delta, PRKCD)以及诱导NFE2类BZIP转录因子2(NFE2 like BZIP transcription factor 2,NFE2L2)磷酸化促进子宫内膜增生，在这一过程中，磷酸化的NFE2L2进入细胞核增加自噬受体序列组1(sequestosome 1,SQSTM1)的转录[33],而敲除内膜细胞中的SQSTM1则可抑制内膜增生[33],这些结果提示自噬异常参与EC的发生。此外，雌激素诱导基因-121(estrogen induced gene-121,EIG121)在子宫内膜增生及I型EC中过度表达[34],雌激素通过EIG121诱导增强JEC细胞的自噬和干性特征[35],EIG121的敲低则使EC细胞存活率下降，提示EIG121的存在及其诱导的自噬增强可能是增生内膜向EC转化的机制之一，并且可能是压力条件下EC细胞的生存机制之一[36]。

2.2 自噬调控EC的进展及预后

ATG5、ATG7、BECN1等在EC干细胞中过表达并参与维持其干性特征[35],与此相一致，高SLS数目意味着EC的高侵袭性及不良预后[32]。浆液性EC中观察到自噬激活剂CDKN2A的水平显著增高[37],而子宫内膜样EC中观察到BECN1的表达与高级别肌层浸润及较低5年生存率正相关，这些结果都证明自噬异常影响EC的进展和预后。另外鉴于BECN1的高表达还与细胞缺氧程度正相关，提示子宫内膜样EC可能依赖自噬维持自身在缺氧环境下的生存[38],但也有研究显示BECN1在非子宫内膜样EC中表达降低，且与细胞分化和组织学类型相关但与肌层浸润无关[39],鉴于同一基因在不同组织学类型及肿瘤不同阶段的作用不同，BECN1调控EC进展及预后的具体机制仍需进一步深入探究。除此之外，自噬本身是一个重要的免疫效应途径[40],ATGs可通过介导免疫反应参与机体对肿瘤细胞的反应过程[41,42,43],例如ATGs调节免疫细胞亚群的生存、凋亡、分化、激活和效应功能，并在细胞非自主水平上影响肿瘤微环境的形成[44,45]。ATGs的异质性表达还可改变肿瘤免疫应答[46],塑造肿瘤免疫原性[47],促进肿瘤免疫逃逸[47]。因此，自噬除了直接影响EC细胞本身之外，还通过影响免疫应答来参与EC进展及预后[46]。

2.3 自噬与EC化疗耐药及EC治疗

化疗药物被证明可以在凋亡缺陷的细胞中触发自噬反应，致细胞死亡[48],但同时化疗药物也可激活癌细胞中的自噬促生存反应使之产生化疗耐药性[49,50]。据报道，相较于顺铂敏感的EC细胞，顺铂耐药的EC细胞中自噬水平更高[51],进一步研究发现顺铂在Ishikawa细胞中通过失活PI3K/AKT/mTOR途径来增强自噬，敲除ATG5或ATG7后可明显增加Ishikawa细胞对顺铂的敏感性，并且单用自噬抑制剂氯喹(chloroquine, CQ)即可抑制EC增殖，CQ联合顺铂治疗则增强EC耐药细胞对顺铂的敏感性[52]。另外，顺铂是一种强有力的活性氧(reactive oxygen species, ROS)诱导剂，可通过诱导EC中的ROS来增强自噬[52]。与此相一致，在紫杉醇耐药的HEC-1A和JEC细胞中也观察到ROS依赖性的自噬增强，通过CQ或敲除BECN1的方式抑制自噬则可克服EC细胞对紫杉醇的抗性[51,53]。这意味着抑制自噬可使耐药的癌细胞对常规治疗重新敏感，甚至在肿瘤初治策略中抑制自噬有助于增加肿瘤细胞对低浓度化疗药物的敏感性，在减少化疗药物不良反应的同时降低了耐药事件的发生。

多项研究报道抗肿瘤药物与自噬抑制剂相结合可提高抗肿瘤疗效[54,55],因此进一步识别对自噬抑制疗法反应良好的患者，确定自噬在其治疗中发挥作用的机制，对于克服抗药性和提高药物疗效至关重要。另外，基于自噬对免疫系统的影响，在全身免疫系统耐受范围内的一定强度的自噬抑制或将成为攻克癌症治疗耐药性的有效途径之一[56]。但需注意的是，多项研究倾向于认为基础自噬可以抑制早期肿瘤生长，例如二甲双胍通过抑制mTOR增强自噬从而降低罹患内膜癌的风险，但当肿瘤发展到一定阶段时，自噬将会通过促进蛋白质和脂质降解加速代谢物质的利用，从而促进肿瘤的生长[57],因此针对自噬来预防和治疗EC需要采取截然相反的策略。

3、自噬介导代谢紊乱参与EC进展

对代谢与EC间关联的研究发现，自噬功能缺陷时，细胞无法处理线粒体内葡萄糖、脂肪酸、谷氨酰胺等物质的代谢底物[8],后果之一就是导致游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)过量积累，其可通过抑制PI3K降低胰岛素敏感性并诱导产生代偿性高胰岛素血症，高胰岛素血症诱发ROS积累并进一步促进生成炎症细胞因子[58],借此过程，自噬缺陷将胰岛素抵抗、氧化应激和炎症联系起来，诱导高血脂、糖尿病、高血压等代谢紊乱疾病的发生[59]。代谢紊乱的核心因素如高胰岛素和高胰岛素样生长因子-1水平又进一步刺激雌激素产生并上调内膜细胞雌激素受体表达，随后增强内膜细胞对雌激素的敏感性，继而干扰内膜正常发育、促进内膜腺体增生以及细胞恶性转化[60,61,62]。而在EC的进展阶段中，研究发现自噬通过回收生物大分子提供再生底物促进肿瘤细胞的增殖[8],因此，自噬在此阶段促进肿瘤细胞生长、存活的一个重要机制是其可维持肿瘤细胞代谢功能。例如ATG7的缺乏会减少线粒体的氨基酸底物供应，导致脂肪酸过度氧化，从而耗尽脂质储存并引发能量危机导致细胞死亡[58,61]。除此之外，在EC的进展阶段，自噬诱导的肿瘤细胞促生存反应可促进EC细胞的自我更新，这是EC耐药性产生的原因之一[57]。

在治疗药物方面，具有抗炎、抗高血脂和抗氧化作用的二甲双胍还可直接激活AMPK进而抑制mTOR途径来增强自噬[28],二者协同明显抑制了他莫昔芬诱导的子宫内膜变化[63],并且减少了EC细胞的增殖、促进其凋亡[28]。同样地，白藜芦醇作为一种AMPK激活剂，除了具有治疗糖尿病的效益，还可通过抑制mTOR直接激活自噬发挥对EC的抑制作用[64]。另外，熊果酸可结合肿瘤细胞表面受体CD36阻断MAPK-cyclin D1途径以及RING-type E3连接酶途径，促进EC细胞系SNG-2和HEC108发生自噬性凋亡[65],熊果酸还可通过PI3K/AKT途径，诱导子宫内膜癌细胞系 HCA发生自噬和凋亡[66,67]。综上，这些结果说明自噬参与代谢通路的调节直接或间接影响代谢进而参与EC的进展。

4、讨论

自噬作为机体代谢的内在调控系统，在维持物质能量代谢及正常子宫内膜生理中发挥重要作用。自噬的破环或异常不仅可致细胞代谢失调、引发机体各组织器官功能紊乱最终导致代谢相关疾病的发生，还可进一步破坏免疫应答、干扰细胞凋亡程序、驱动肿瘤支持性细胞微环境的形成最终促进EC细胞的产生、维持、增殖失控及耐药，在与异常代谢联系紧密的I型EC中自噬还充当二者间联系的媒介。但有意思的地方在于代谢紊乱更多的与自噬缺陷相关，而EC的发生进展中更多研究偏向于支持EC与自噬增强相关，对此我们认为这可能与自噬的组织特异性相关，前面提到自噬在肝脏、脂肪、胰腺[5,14,22,68]等组织器官中作用程度不一致甚至可以呈相反结果，我们考虑自噬在调节组织器官间的代谢互联作用时，同时但不同方向地调控这些组织器官中的自噬作用，一部分组织中的自噬缺陷而另一部分组织中的自噬代偿性增强以平衡整体的物质代谢利用。那么同样地，特异性针对某种组织自噬缺陷的药物则很可能在另一种组织中增强其自噬。此外，不同组织的自噬水平可能不同以及同一组织中不同自噬水平的作用可能不同，这或许就可以解释一旦某个组织器官中的自噬平衡被打破会不同程度改变整个机体的自噬平衡。当然ATGs除自噬途径外，还参与相当多的调控途径[69],这意味着自噬途径还与其他途径相互作用并可能通过其他途径进行自身功能的代偿。

许多研究还表明在恶性肿瘤前期病变中自噬增强剂可防止癌症发展，而在晚期癌症中，自噬通量的增加往往促使肿瘤细胞存活和生长[1,57],这暗示着基础自噬和各种刺激诱导的自噬可能存在重要差异。鉴于我们对此差异的了解还不全面，并且尚无有效数据可以对EC发生发展过程中各类相关组织的动态自噬水平进行分析，所以未来应着重关注代谢影响下的EC发展进程中各类组织之间的自噬关联。总之，对自噬在代谢紊乱及EC中作用机制的深入研究，不仅能为预防代谢相关EC提供理论基础，还有助于开发基于自噬的新型药物或治疗策略，改善患者预后。

基金资助:国家自然科学基金资助项目(编号:82172993);

文章来源:孔维娜,弓云,师媛,等.自噬与代谢紊乱和子宫内膜癌发生发展关系的研究进展[J].现代肿瘤医学,2024,32(11):2129-2134.