自噬是真核生物中普遍存在的高度保守的分解代谢过程。有研究表明，自噬途径会选择性地降解特定的细胞材料，随着研究深入，线粒体自噬走入人们视线。线粒体是一种动态的细胞器，线粒体自噬，以线粒体为靶细胞器的自噬过程，是通过自噬体与自噬启动蛋白等相关因子共同作用来清除受损线粒体以维持生物体内线粒体的稳态，在维持细胞正常生命活动中起着重要的作用，被认为是保护神经元的关键要素［1-3］。在生理和病理条件下，线粒体质量控制系统积极地发挥作用，在蛋白质和细胞器水平保护线粒体免受应激和损伤。当线粒体发生损伤，线粒体通透性转换孔（mPTP）开放，线粒体外膜膜电位丢失，线粒体自噬开始［4］。线粒体钙摄取量下降会导致膜通透性改变。在线粒体自噬过程中，受损或多余的线粒体被“标记”，自噬小体包裹线粒体，并将其运送到溶酶体进行水解降解，完成线粒体自噬。在研究中通常用微管相关蛋白1轻链3（LC3）和几个线粒体自噬受体作为线粒体自噬的标志［5］。在研究哺乳动物的线粒体自噬途径中巨自噬途径和线粒体质量控制蛋白Mieap介导途径比较被公认，其中巨自噬途径主要有磷酸酶及张力蛋白同源物诱导的蛋白激酶1（PINK1）/E3泛素连接酶（Parkin）介导途径和促凋亡蛋白NIX介导途径［6］。在发育过程中，NIX负责去除成熟红细胞中的线粒体，而Parkin和线粒体E3泛素蛋白连接酶1（MUL1）是小鼠受精后线粒体降解所必需的。PINK1和Parkin蛋白在线粒体聚拢分别表示线粒体自噬开始和线粒体自噬信号放大。线粒体受损后会释放的活性氧（ROS）增加，进而引起细胞损伤，线粒体自噬可以及时将受损线粒体清除，从而线粒体的正常功能及数量。鉴于线粒体自噬在线粒体稳态和质量控制中的关键作用，线粒体功能障碍与许多病理条件相关就不足为奇了。在最近几年的研究中，人类各种疾病中线粒体吞噬过程的缺陷越来越明显。随后有研究发现中药在调节线粒体自噬干预疾病方面发挥的作用明显，本文以此为出发点，将近年来线粒体自噬在疾病中的作用以及中药对其影响的研究进展进行综述，以期为疾病治疗的研究提供新方向。1 线粒体自噬与临床疾病1.1　线粒体自噬与肿瘤在众多研究中发现，线粒体自噬相关因子与肿瘤有密不可分的关联。如自噬受体中B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）/腺病毒E1B相互作用蛋白3（BNIP3）在乳腺癌肿瘤增殖和转移方面的抑制作用较为显著，被认为是测定乳腺癌发展趋势的关键标志，但也有研究提出异议，不同研究结果表明，化疗药物抵抗与线粒体自噬也有着千丝万缕的联系，线粒体自噬会促进肿瘤细胞存活［7］。受损线粒体会增加ROS的释放，ROS与肿瘤联系紧密，ROS会侵犯线粒体DNA进而作用氧化磷酸化进程，而大部分肿瘤组织都发现mtDNA突变［8］。从线粒体自噬与肿瘤关系的研究中可以发觉帕金森病（PD）蛋白2（PARK2）基因在众多癌症中不能如期发挥作用，并多次出现消失情况，提示PINK1/Parkin介导的线粒体自噬机制可能与肿瘤抑制有关［9］。肿瘤细胞较正常细胞不同的是，ROS大量产生和堆积致使他们需求更多线粒体代谢。研究发现肿瘤诱发恶病质的动物模型的肌肉线粒体中线粒体自噬受到影响，其中丝裂融蛋白1（Mfn1）和丝裂融蛋白2（Mfn2）及裂殖1（FIS1）的mRNA表达均下降，线粒体形态也有所改变［10］。据文献说明，炎症信号与线粒体功能障碍有关，比如核转录因子-κB（NF-κB）、信号转导因子和转录激活因子3（STAT3）、母亲DPP同源物3（Smad3）的激活可导致线粒体一些功能下降，如呼吸功能、酶活性和腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的产生［11-12］。PARK2编码的Parkin为肿瘤抑制因子之一，参与线粒体稳态调节，PARK2通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬抑制肺癌细胞生长［13］。1.2　线粒体自噬与心血管系统疾病线粒体功能受损会导致心脏功能损害，在心肌缺血再灌注（MIRI）阶段出现ROS增多、钙稳态失衡、白细胞汇集等，在该阶段过度激活的线粒体自噬容易引发许多正常细胞无辜死亡。因此，线粒体自噬对心血管疾病而言是一把双刃剑，在调控心肌细胞存活与死亡中发挥重要作用［14］。MIRI阶段线粒体自噬与心肌细胞的存亡关系密切，研究发现在该阶段抑制线粒体自噬可以保护心肌细胞［15］。王敏等［16］研究发现糖尿病心肌中线粒体出现结构及功能反常，线粒体糖脂代谢出现紊乱、产生ROS增加、线粒体分裂加剧等，最终出现心肌损伤。所以，及时将受损线粒体清除可以减轻糖尿病心肌损伤。研究发现适量的细胞自噬可以保护心肌，而过度自噬会出现正常线粒体损伤现象，导致心肌损伤，因此把控线粒体自噬对可以维持心肌细胞内环境的稳定。也有研究表明在糖尿病动物模型中，心肌线粒体中的氧化磷酸化功能减弱，ATP含量降低，心肌细胞舒缩供能下降，最终导致心肌功能障碍［17］。有研究表明，在心力衰竭早期病生理观察中就存在线粒体功能障碍，及时改善线粒体障碍可以有效的扭转心血管损伤。在小鼠心衰模型中，线粒体自噬会随着持续的超负荷应激增加，使用线粒体分裂抑制剂后，线粒体自噬明显降低，心肌纤维化沉积，心脏功能得到明显改善。研究表明，PINK1沉默或敲除的小鼠易受到再灌注损伤及压力负荷过载的影响而导致心力衰竭［18］。1.3　线粒体自噬与肝脏疾病研究发现线粒体自噬抑制剂哺乳动物不育系20样激酶1（Mst1）不仅可以抑制线粒体激活，还可以通过阻断腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）/PINK1信号通路，使Parkin蛋白表达下降，抑制线粒体自噬发生，但敲除Mst1后，非酒精性脂肪性肝病情况减轻［19］。慢性四氯化碳暴露可以使乙醛脱氢酶（ALDH2）缺乏，ROS大量生成，线粒体自噬受到抑制，但与此同时肝损伤和肝纤维化病势加剧。Alda-1作为ALDH2的特殊激活剂可以通过激活线粒体自噬，有效改善肝纤维化［20］。研究发现肝细胞癌的发生与Parkin基因缺失，卵泡抑素上升，肝细胞抗凋亡有关［21］。研究证实Parkin为肝癌的一个抑癌基因，Parkin的表达高低在一定作用上会影响对肝癌患者生存时长，越低的Parkin表达意味着患者生存时间越短，反之同理［22］。在肝脏中，丙泊酚能够通过维护线粒体膜电位及线粒体呼吸链来减缓MIRI损伤［23］。线粒体自噬还能通过维持正常数目的线粒体的β氧化的能力来阻止肝脏脂质堆积［24］。有研究证实酒精性肝损伤中的线粒体自噬水平略有提升，这是基于机体的自我保护，大幅度增强线粒体自噬水平可以扭转酒精对肝脏的损伤［25］。1.4　线粒体自噬与神经系统疾病线粒体损伤后会先发生Drp1介导的线粒体分裂，分裂后再进行线粒体自噬，而线粒体过度分裂会出现神经系统功能障碍和神经元损伤，重则发生神经退行性改变。线粒体自噬介导途径Parkin发生突变可引起PD。线粒体自噬被认为是包括PD在内的一些神经退行性疾病的主要治疗靶点［26］。在最近的研究发现，PINK1和Parkin可以清除受损的线粒体，从而预防炎症和神经变性，减轻PD的表型［27］。Drp1与β淀粉样蛋白（Aβ）相互作用后，线粒体形状、大小等发生变化，这些变化会对线粒体健康造成破坏，破坏神经元的突触功能，最后会造成认知和记忆功能受损导致阿尔茨海默病（AD）发生［28］。在近来研究结果中，与AD相关的临床样本或动物样本中线粒体自噬都明显降低；给予线粒体自噬诱导剂后，患者记忆功能明显恢复。文献报道，线粒体异常和突触功能障碍的存在是Aβ蛋白聚集或Tau磷酸化的起因［29-31］，且线粒体自噬途径受损可能导致AD的发生［32-33］。在一种新被发现的机制中，PINK1依赖性信号可通过激活自噬受体OPTN或NDP52，修复Aβ介导的线粒体功能障碍［34］。由于AD的发病机制复杂，导致目前还没有可治愈AD的药物或方法，因此明确该病的发病机制和研发有效的治疗药物已经成为医药界研究的难点与热点［35］。根据“自由基衰老理论”各种组织得衰老都与自由基的积累有关，而ROS主要由线粒体产生。受损线粒体产生的活性氧比健康线粒体产生的多十几倍，若线粒体自噬异常，受损线粒体未能被及时清除，自由基产生过多则衰老加剧。随着机体的衰老，细胞自噬机制逐渐衰弱，线粒体自噬活动在机体衰老的进程中逐渐降低［36］。有报道指出在脑缺血再灌注损伤后自噬被广泛诱发，缺血性脑损伤中，包括内质网应激、氧化应激和兴奋毒性在内的特定事件启动了线粒体自噬［37］，但线粒体自噬在脑缺血中的作用仍有争议。1.5　线粒体自噬与糖代谢障碍糖代谢紊乱会损伤线粒体，同样遗传因素、老化现象、氧化应激等现象引起线粒体损伤，ROS积累加剧，炎症信号通路被激活，胰岛素信号传导受阻，胰岛素抵抗发生［38］。胰岛素抵抗的主要原因是氧化损伤导致的线粒体功能混乱［39］。目前调节线粒体稳定与线粒体自噬被公认为是糖尿病等代谢性疾病备受关注的治疗方法之一。2 中药与线粒体自噬2.1　中药对肿瘤线粒体自噬的影响莫媛媛等［40］研究发现大黄素乙酰能够提高鼻咽癌细胞内ROS含量，降低线粒体膜电位，造成线粒体受损，进行线粒体自噬。陈婷婷［41］研究发现丹参酮Ⅰ显著促进线粒体自噬相关蛋白BNIP3、NIX和视神经素（optineurin）的表达，同时促进LC3Ⅰ向LC3Ⅱ的转化，抑制核点蛋白52（NDP52）和泛素结合蛋白p62的表达，丹参酮Ⅰ对自噬标志物LC3B的表达以及HeLa细胞内自噬流的产生有显著诱导作用，显著增加线粒体的数量并促进线粒体与溶酶体的融合，研究表明丹参酮Ⅰ通过激活线粒体自噬抑制宫颈癌细胞的增殖与转移，抑制宫颈癌的生长与转移。AKIMOTO等［42］在研究中发觉西沙姜能够提升LC3值，下调SQSTM1/p62蛋白表达，使人胰腺癌细胞-1（Panc-1）细胞质空泡化加剧。再进一步实验中，胰腺癌细胞给药西沙姜作用之后，线粒体膜电位显著降低、mPTP降低、ROS累积加剧，细胞自噬性死亡现象明显，西沙姜对其治疗作用显著。2.2　中药对心血管疾病线粒体自噬的影响范宗静等［43］研究发现黄芪多糖可以减轻线粒体内钙超载情况，产生ROS减少，降低线粒体膜电位及抑制mPTP过度开放，通过降低线粒体损坏情况，达到保护心脏舒缩功能的目的。还有结果显示通心络可通过激活有丝分裂活化蛋白激酶（MAPK）/细胞外调节蛋白激酶（ERK）通路，激活线粒体自噬。其保护机制可能是激活该通路后提高线粒体活性及膜电位水平，降低ROS含量［44］。丹酚酸B通过调节磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路，提高寿命蛋白（mortalin）蛋白表达，维持心肌细胞线粒体结构及功能完整且稳定，还可通过促进LC3Ⅱ和酵母 ATG６同源物（Beclin-1）及Parkin的表达，激活线粒体自噬，将受损线粒体及时清除，进而达到保护心肌的目的［45-46］。侯明晓等［47］发现人参总皂苷可以作为线粒体能量来源，使ATP增加，钙泵（SERCA）活性增加，钙离子浓度下降，心肌受损情况减弱。ZHAO等［48］在研究中发现缺血再灌注（I/R）组红色和绿色荧光比值降低，说明心肌I/R损伤后线粒体膜电位丢失。心肌I/R延长了mPTP的开放，利用透射电镜观察线粒体，对照假手术组，I/R组心肌肌节、肌丝排列紊乱，嵴部分破坏。与I/R组相比，通脉方高剂量组（3.180 g·kg-1）能恢复线粒体膜电位，通脉方抑制了mPTP的开放，表明通脉方可以恢复心肌I/R诱导的线粒体钙离子（Ca2+）外流。经通脉方治疗后，心肌和线粒体超微结构损伤均减轻。通脉方处理显著降低了缺氧再氧化细胞ROS含量，线粒体质量控制是通脉方治疗心肌I/R损伤的治疗靶点之一。在心衰期间，线粒体在心肌肥厚的早期被激活，小檗碱可激活PINK1/Parkin/Ubiquitin（泛素）信号通路，加速受损线粒体的清除，挽救受损心肌细胞，部分恢复心功能，通过PINK1和Parkin的共同作用，加强线粒体自噬，从而保护心功能免受心衰的影响［49］。邱志凌［50］研究显示心肌梗死后心力衰竭早期，线粒体自噬相对减弱。而心肌梗死后心力衰竭晚期，心肌呈现线粒体自噬过度的情况。给予心力衰竭大鼠模型心康复口服液后，可以抑制Parkin及p62的共定位表达，更能有效抑制LC3与线粒体共定位表达。表明心康复口服液可以有效纠正大鼠心力衰竭晚期线粒体过度自噬的情况。2.3　中药对肝脏疾病线粒体自噬的影响张怀念等［51］研究发现木犀草素可以有效使人肝癌细胞（HepG2）细胞线粒体膜电位下降。经流式细胞术检测ROS，发现浓度显著升高，说明木犀草素通过升高ROS含量，致使线粒体发生损伤，进而激活线粒体自噬发生，达到抑制肿瘤的目的。刘佩意［52］发现槲皮素可以显著诱导Parkin从胞质转位线粒体，促进依赖PINK1/Parkin的线粒体自噬的发生，槲皮素可以通过上调线粒体生物合成，调控线粒体动态变化的部分基因表达，激活线粒体自噬，达到改善高脂诱导的肝线粒体损伤，拮抗肝脏脂质代谢紊乱的目的。杨风丽［53］研究发现酒精诱导线粒体损伤时会降低线粒体膜电位、升高ROS。给予白藜芦醇后，膜电位升高，ROS下降，使用自噬阻断剂氯喹后，线粒体又呈现损伤现象。结果表明针对乙醇诱导肝脏损伤导致的脂质累积、ROS增多和线粒体损伤，白藜芦醇有明显改善功能。2.4　中药对神经系统疾病线粒体自噬的影响丁红群［54］研究发现积雪草酸和穿心莲内酯在预防AD及PD方面疗效显著，积雪草酸和穿心莲内酯都具有保护线粒体自噬的功能。积雪草酸具有保护线粒体功能和增加线粒体数目等功能，并对由叠氮化钠和Aβ1-42导致的受损神经细胞疗效显著。穿心莲内酯在保护线粒体，对抗氧化应激方面作用明显，预期对PD治疗很有前景。黄炎等［55］研究发现远志皂苷能明显地降低Aβ1-40诱发的神经元毒性，能够较好的保护线粒体结构与功能。研究显示控制在一定浓度范围内的丹皮酚显著降低氧化应激发生频率，稳固线粒体功能，改善PD神经功能［56-57］。丹皮酚能使1-甲基-4-苯基吡啶碘化物（MPP+）诱导的Parkin表达提高，减少线粒体自噬发生次数，改善线粒体功能，保护神经细胞［58］。红景天苷具有较强的神经保护作用，王松海等［59］在PD体内动物实验的研究中发现红景天苷可能通过激活线粒体自噬信号通路进而保护多巴胺能神经元，红景天苷具有明显抑制细胞内氧化应激激活的作用。周勇等［60］研究发现给予模型小鼠淫羊藿苷后，小鼠皮层中自噬调控基因LC3 mRNA表达升高、p62 mRNA水平下降，同时小鼠海马皮层中自噬蛋白LC3Ⅱ、Parkin、Bnip3L表达水平也有升高，这说明淫羊藿苷可以激活小鼠皮层线粒体自噬的相关基因和蛋白，具有抗脑衰老的作用。研究发现，小续命汤可通过线粒体p53通路保护线粒体免受缺血性损伤，电镜显示缺血再灌注后线粒体肿胀或空泡化、嵴碎裂，线粒体自噬活性增强，但线粒体损伤减轻，嵴结构相对完整，小续命汤显著增加ATP含量，下调丙二醛（MDA）水平，提示小续命汤对线粒体功能可能也具有保护作用［61］。2.5　中药对糖代谢障碍线粒体自噬的影响张旭［62］在相关研究中发现加味大柴胡汤可以显著增加PINK1、Parkin和LC3Ⅱ的表达，降低p62水平，说明加味大柴胡汤可以通过PINK1/Parkin信号通路促进产生自噬小体，使自噬流的活性提高同时能够清除受损线粒体，有效防治胰岛素抵抗，最终维持细胞稳态。综上所述，研究中药干预线粒体自噬机制时将落脚点放在不同信号通路上，不同中药通过调节线粒体自噬防治疾病的机制不同，目前作用方式主要有：①通过保护线粒体功能，对抗氧化应激或神经毒性，维持细胞内线粒体功能稳定。②利用中药升高细胞内ROS，降低线粒体膜电位，下调mPTP，导致线粒体损伤，最终诱导线粒体自噬，抑制疾病。③中药诱导自噬标志物LC3B表达，加速生成自噬小体，提高自噬流活性，激活线粒体自噬，及时将损伤线粒体清除。④通过使用中药减轻钙超载，减少细胞内ROS产生，恢复膜电位，抑制mPTP开放，减轻线粒体损伤，保护内脏功能。⑤中药为线粒体提供能量，促进ATP合称，降低钙离子浓度。⑥抑制Parkin及p62共定位表达，抑制LC3及线粒体表达，纠正疾病晚期自噬过度现象。见表1。10.13422/j.cnki.syfjx.20221003.T001表 1中药作用与线粒体自噬方式Table 1Effect of Chinese medicine and mitochondrial autophagy中药作用方式积雪草酸［54］、穿心莲内酯［54］、远志皂苷［55］、丹皮酚［58］、红景天苷［59］、小续命汤［61］保护线粒体，抑制氧化应激大黄素乙酰［40］、西沙姜［42］、木犀草素［51］损伤线粒体，诱导线粒体自噬丹参酮Ⅰ［41］、槲皮素［52］、丹酚酸B［45-46］、加味大柴胡汤［62］、通心络［44］、小檗碱［49］、淫羊藿苷［60］激活线粒体自噬，清除受损线粒体黄芪多糖［43］、通脉方［48］、白藜芦醇［53］降低线粒体损伤，保护内脏功能人参总皂苷［47］为线粒体提供能量心康复口服液［50］纠正疾病晚期自噬过度现象3 结语与展望综上所述，线粒体自噬与肿瘤、心血管系统、肝脏、神经系统等疾病关系密切。有关线粒体自噬的研究始于21世纪之初，近几年来发展可以说是十分迅速。线粒体自噬是一种选择性自噬降解过程，线粒体自噬在平衡线粒体发生、维持线粒体稳态等方面具有重要作用。但目前线粒体自噬相关疾病中的研究还存在如下困难和挑战。第一，在不同疾病中的药物作用机制可能存在差异，线粒体自噬在不同疾病中可能呈现完全不同的双重作用，因此结合临床表现深入探讨线粒体自噬对疾病发生发展的影响及其作用具有重要意义；第二，调控线粒体自噬的信号通路较为复杂，不同组织发生线粒体自噬可能有不同途径参与，而线粒体自噬与疾病的作用机制的研究尚未有确切结果，深入研究其作用机制可能为疾病的治疗提供新方向，为药物的研发提供新靶点；第三，线粒体自噬程度的掌控尤为重要，线粒体自噬过度或不足都会对细胞造成损害，找到线粒体自噬水平的平衡点，调节自噬稳态至关重要。近几年来中医药调节线粒体自噬逐渐走入研究者视野中，在一些疾病干预作用机制的研究也取得较明显进展。线粒体自噬在疾病不同阶段发挥作用尚不清楚，如何最大限度发挥中药调节线粒体自噬治疗疾病的作用是难点也是重点。在文献报导可见中药调节线粒体自噬或通过激活或抑制线粒体自噬发生，其作用机制不同笔者认为很有可能与中药作用于线粒体自噬不同时期有关，目前在这方面研究并没有得到研究者重视，在今后研究中是否可以进行动态的研究，值得深入探讨。随着研究的深入中药调控线粒体自噬的机制将在更多疾病研究中进一步清晰明确。