自噬通路及藥物在缺氧缺血性腦病中的研究進展2026新生兒缺氧缺血性腦?。╤ypoxicischemicencephalopathy，HIE）是圍生期因窒息導(dǎo)致的胎兒或新生兒腦損傷，是造成新生兒期死亡和兒童神經(jīng)傷殘的重要原因。目前認為，HIE的發(fā)病機制包括能量代謝紊亂、線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激、鐵死亡、炎癥反應(yīng)、焦亡、細胞凋亡等。治療方法有亞低溫治療（hypothermiatreatment，HT）、高壓氧艙治療、促紅細胞生成素等［1］。然而，HT對于早產(chǎn)兒風(fēng)險較高，可能增加腦白質(zhì)損傷，影響肺表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生，進而增加腦白質(zhì)病變的風(fēng)險［2］；此外，促紅細胞生成素對中度或重度HIE新生兒腦損傷的改善效果并不理想。自噬作為一種Ⅱ型程序性細胞死亡，已被證實與兒童多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，如遺傳性童年共濟失調(diào)、亨廷頓病、神經(jīng)母細胞瘤等［3］。在關(guān)于HIE的體內(nèi)外研究中，自噬的調(diào)節(jié)被認為具有潛在的干預(yù)價值。本文通過綜述自噬相關(guān)信號通路以及干預(yù)自噬通路的相關(guān)藥物，為臨床治療HIE提供新的思路。1

HIE中的自噬“自噬”一詞由deDuve于1974年首次提出。20世紀90年代，隨著酵母模型的建立和基因技術(shù)的發(fā)展，自噬逐漸受到關(guān)注，并在近年來成為生物學(xué)領(lǐng)域的新熱點［4］。自噬是由應(yīng)激因素（如饑餓、缺氧等）引起的細胞內(nèi)降解，即將細胞質(zhì)成分輸送至溶酶體進行降解的過程。HIE中的自噬隨時間發(fā)展存在變化。最初細胞因缺氧缺血進入急性損傷期，此時出現(xiàn)能量損耗，細胞進一步腫脹壞死，自噬體在此階段大量形成，自噬表達較基礎(chǔ)水平增加，然而此階段自噬是否存在細胞保護作用仍不明確；隨著細胞再灌注進入潛伏期，此時腦部損傷開始逐漸修復(fù)，而中重度HIE氧化應(yīng)激延遲，則進入繼發(fā)性損傷期，并出現(xiàn)繼發(fā)性腦細胞損傷［5］。有學(xué)者提出在繼發(fā)性損傷后存在第三階段神經(jīng)變性，在此階段細胞凋亡及壞死時間延長，此時自噬的激活具有細胞保護作用［6］。同時，大腦不同區(qū)域的自噬表達不同。在缺氧缺血性腦損傷（hypoxic-ischemicbraindamage，HIBD）大鼠模型中，與紋狀體或丘腦相比，皮層和海馬體CA3的自噬誘導(dǎo)更早［7］。2

自噬相關(guān)信號通路2.1

ATG5-ATG12復(fù)合物ATG5-ATG12復(fù)合物是自噬信號通路中具有重要調(diào)控功能的核心分子復(fù)合體。該復(fù)合物的形成依賴于泛素樣蛋白共價修飾機制，其中ATG12通過泛素樣蛋白結(jié)合系統(tǒng)與ATG5發(fā)生特異性結(jié)合，形成ATG5-ATG12復(fù)合物。隨后，該復(fù)合物招募ATG16L分子，形成三元復(fù)合物ATG5-ATG12-ATG16L，并定位在自噬體外膜特定區(qū)域，進一步激活A(yù)TG3的蛋白酶活性，介導(dǎo)LC3（ATG8）蛋白與底物磷脂酰乙醇胺的共價結(jié)合過程，從而參與自噬體膜的延伸和成熟［8］。MiR-30b-5p通過抑制ATG5/ATG12/Becn1軸來改善實驗性自身免疫性葡萄膜炎［9］。在檢測淀粉樣蛋白-β干預(yù)后的細胞與阿爾茲海默癥患者血漿中，研究者發(fā)現(xiàn)ATG5蛋白水平升高，這表明ATG5有可能成為一種潛在的檢測因子［10］。2.2

mTOR通路mTOR是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，在應(yīng)激條件下作為負調(diào)控因子，通過調(diào)節(jié)自噬過程的主要信號通路發(fā)揮關(guān)鍵作用。mTOR存在兩種不同的形式：mTORC1和mTORC2，它們在結(jié)構(gòu)和功能上有所區(qū)別，其中mTORC1在自噬通路中起主要作用［11］。unc-51樣自噬激活激酶1是酵母ATG1的同源物，腺苷酸活化蛋白激酶（adenosinemonophosphate-activatedproteinkinase，AMPK）作為細胞能量傳感器，通過磷酸化直接激活unc-51樣自噬激活激酶1，抑制mTORC1活性，參與mTOR自噬通路［12］。Beclin-1為mTOR下游調(diào)節(jié)因子之一，是酵母菌ATG6/VSP30在哺乳動物中的同源基因，亦是最早被發(fā)現(xiàn)的參與自噬調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子，在基礎(chǔ)研究中常作為自噬的標志物［13］。Li等［14］研究發(fā)現(xiàn)，圍生期尼古丁暴露擾亂Akt/GSK-3β/mTOR/自噬信號通路，增強新生大鼠腦組織對缺氧缺血的敏感性。該研究揭示了尼古丁對自噬信號的負向調(diào)節(jié)作用。2.3

微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（microtubule-associatedprotein1lightchain3，LC3）通路LC3作為酵母ATG8在哺乳動物中的同源蛋白，在自噬過程中發(fā)揮重要作用。該蛋白在ATG4蛋白酶的作用下發(fā)生脫羥基修飾，轉(zhuǎn)化為LC3-Ⅰ形式后存在于細胞質(zhì)中。在ATG7和ATG3兩種關(guān)鍵酶的協(xié)同催化下，LC3-Ⅰ與磷脂酰乙醇胺共價結(jié)合，生成LC3-Ⅱ。這種膜結(jié)合形式的LC3-Ⅱ能夠特異性地定位于自噬體膜結(jié)構(gòu)上，因此被公認為自噬體形成過程中最具代表性的分子標志物［15］。在實驗研究中，LC3常作為監(jiān)測自噬激活的指標。例如，在研究胰腺細胞模型時，使用免疫熒光對LC3進行可視化定量監(jiān)測［16］；在研究自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤對于人結(jié)直腸癌HCT116細胞的作用時，使用WesternBlot分析檢測LC3表達［17］。2.4

其他通路調(diào)節(jié)細胞自噬的通路還包括NTRK2/TrkB信號通路，該通路可與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子高度親和，結(jié)合后作用于神經(jīng)元細胞膜受體TrkB，激活PI3K/Akt和MAPK/ERK信號通路，增強內(nèi)質(zhì)網(wǎng)吞噬，從而保護神經(jīng)元免受應(yīng)激誘導(dǎo)的損傷；NTRK2的降解通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬機制實現(xiàn)，自噬可限制其在細胞膜上的表達，進而調(diào)節(jié)信號通路活性，減輕神經(jīng)元損傷［18］。溶酶體跨膜蛋白175通路是溶酶體鉀離子通道，該通路在HIBD后，通過下調(diào)參與自噬相關(guān)的溶酶體蛋白表達，從而發(fā)揮其作用［19］。此外，核因子信號通路、miRNA家族成員等均參與自噬過程中的多種生理調(diào)節(jié)。3

自噬調(diào)控藥物的研究進展3.1

褪黑素（melatonin，MT）MT是一種由松果體分泌的內(nèi)源性吲哚胺，在生物體內(nèi)具有多種生理功能，最主要的是調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律。目前MT干預(yù)HIE的潛在自噬機制仍存在一些爭議。有研究發(fā)現(xiàn)，MT可以調(diào)節(jié)NLRX1/mTOR通路，促進ATG7和Beclin-1的表達，增加線粒體自噬和減少凋亡，減輕缺氧缺血損傷的影響［20］；戰(zhàn)美芹等［21］對HIBD不同時間窗進行分組后發(fā)現(xiàn)，增強線粒體自噬相關(guān)蛋白Bnip3及LC3-Ⅱ表達，在新生大鼠HIBD早期可發(fā)揮重要的保護作用。然而，部分研究表明，MT通過干預(yù)AMPK/mTOR通路、PI3K/Akt通路，減輕過度自噬，從而發(fā)揮神經(jīng)保護作用［22-23］。在MT的臨床前研究中，一項基于Meta分析的研究表明，MT對缺氧缺血足月新生豬模型具有顯著神經(jīng)保護功效［24］。在新生仔豬的動物實驗中，造模后維持MT血液濃度在10~20mg/kg水平，亦可減少炎癥引發(fā)的HIE的神經(jīng)損傷［25］。在MT聯(lián)合HT的隨機對照臨床試驗中，早期給予10mg/kg持續(xù)5d，或5mg/kg持續(xù)3d，均可有效發(fā)揮神經(jīng)保護作用［26］。目前MT用于HIE治療的臨床試驗正有序開展（NCT03806816、IRCT20160523028008N19、IRCT20230605058385N1），MT有望成為HIE的新的神經(jīng)保護藥物。3.2

干細胞療法干細胞作為再生領(lǐng)域療法，對于神經(jīng)修復(fù)有其獨特潛力，臍帶血細胞、神經(jīng)干細胞、胚胎干細胞和間充質(zhì)干細胞已作為研究重點，其中間充質(zhì)干細胞由于其相對安全且易于分離，是臨床試驗中最常用的再生細胞［27］。在HIBD新生大鼠的體外研究中，間充質(zhì)干細胞分泌的IL-6可激活A(yù)MPK/mTOR信號傳導(dǎo)，負調(diào)節(jié)mTOR分泌，下調(diào)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞的增殖，促進HIBD新生大鼠的功能恢復(fù)，發(fā)揮神經(jīng)保護作用［28］。臍帶血細胞提取自臍帶血，對母體和嬰兒沒有風(fēng)險，其用于HIE根治性治療的安全性及可行性目前已進入臨床試驗Ⅱ期階段（CTIS2024-516421-30-00）。在給藥途徑方面，動物實驗中通常通過靜脈注射和顱內(nèi)定植進行移植，但上述方法均為有創(chuàng)操作，存在繼發(fā)性腦損傷的風(fēng)險。鼻腔給藥途徑創(chuàng)傷較小，但其吸收率低。利用生物材料，如三維細菌纖維素-石墨烯泡沫、納米微粒、透明質(zhì)酸水凝膠，可提高干細胞存活率，增加大腦吸收［29］。3.3

其他七氟烷通過激活ERK信號通路，干預(yù)Ezh2調(diào)控的Pten/Akt/mTOR信號通路，抑制自噬，從而減輕神經(jīng)損傷，改善新生大鼠的長期認知［30］。奧西拉西坦通過AMPK/mTOR通路促進自噬，可降低小膠質(zhì)細胞的增殖，延緩HIBD的進展并有效延長HIBD臨床治療的時間窗［31］。右美托咪定對HIBD的神經(jīng)保護作用表現(xiàn)為通過下調(diào)LC3-Ⅱ和Beclin-1，抑制神經(jīng)元和小膠質(zhì)細胞的過度自噬［32］。咖啡因在HIE干預(yù)中具有時間依賴性，早期通過上調(diào)AMPK、下調(diào)mTOR激活自噬，幫助細胞清除受損的細胞器和蛋白質(zhì)，減少細胞損傷；晚期下調(diào)AMPK、上調(diào)mTOR抑制自噬，防止過度激活加重細胞損傷，實現(xiàn)腦保護作用［33］。4

展望HIE是新生兒致殘致死的常見疾病，目前治療仍面臨諸多挑戰(zhàn)，而自噬為其干預(yù)帶來了新的希望。研究發(fā)現(xiàn)，HIE的發(fā)病機制涉及多種自噬通路，如ATG5-ATG12復(fù)合物、mTOR通路、LC3通路等關(guān)鍵調(diào)控通路，同時大量細胞及動物實驗證實，自噬調(diào)控藥物如MT、干細胞、麻醉藥物如七氟烷等在神經(jīng)保護方面具有巨大潛力。盡管現(xiàn)階段在自噬機制及相關(guān)藥物研究上取得了一定進展，但仍有大量問題有待解決。從機制研究來看，雖然已知多條自噬通路參與HIE過程，但各通路之間如何精準協(xié)同調(diào)控自噬的動態(tài)平衡，目前尚未完全明確。未來需進一步深入探究，找到關(guān)鍵的分子開關(guān)，這將有助于更深入理解自噬在HIE中的作用，為精準干預(yù)提供理論基礎(chǔ)；此外，促進和抑制自噬通路對HIE病情進展影響不同，如何根據(jù)患者的具體病情，精準調(diào)控自噬水平，使其發(fā)揮最佳的神經(jīng)保護作用，是未來研究的關(guān)鍵方向。在