《Proteomes》：Diverse Forms of Autophagy and Their Roles in Liver Disease and Aging: A Comprehensive Review
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肝脏是中心代谢器官，整合营养感知、脂质处理和解毒以维持全身稳态。在代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）中，慢性代谢超负荷加速肝细胞衰老，损害再生能力并促进向纤维化和肝细胞癌的进展。虽然转录组学研究为应激响应通路提供了重要见解，但它们不完整地捕获了在衰老和疾
肝脏是中心代谢器官，整合营养感知、脂质处理和解毒以维持全身稳态。在代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）中，慢性代谢超负荷加速肝细胞衰老，损害再生能力并促进向纤维化和肝细胞癌的进展。虽然转录组学研究为应激响应通路提供了重要见解，但它们不完整地捕获了在衰老和疾病过程中控制肝细胞功能的蛋白质组重塑和蛋白质形态（proteoform）水平的改变。最近基于质谱的蛋白质组学研究表明，自噬依赖性蛋白质组稳态的破坏是衰老肝细胞的一个定义特征。定量分析显示选择性自噬通路（包括脂自噬（lipophagy）、线粒体自噬（mitophagy）、铁蛋白自噬（ferritinophagy）、内质网自噬（ER-phagy）和过氧化物酶体自噬（pexophagy））的协调改变，伴随有细胞器特异性蛋白质丰度特征和自噬相关蛋白质形态的重塑。这些发现将蛋白质组学定位为解决肝细胞蛋白质组空间和功能重组的重要工具，这些重组无法仅从转录丰度推断。在本综述中，研究人员综合了蛋白质组学驱动的证据，定义了在衰老和MASLD肝脏中选择性自噬功能障碍，批判性地评估了方法学局限性，并提出了一个概念框架，其中受损的选择性自噬作为肝细胞衰老的蛋白质组水平驱动因素。研究人员进一步概述了未来针对蛋白质形态分辨和空间蛋白质组学方法的方向，旨在识别肝脏疾病治疗干预的可操作靶点。
论文主体部分包括引言、细胞衰老的概念和分子调控机制（包括定义与特征、衰老相关信号通路如DNA损伤、端粒功能障碍、癌基因激活、线粒体功能障碍、非细胞自主调控）、衰老细胞生物标志物、肝细胞衰老和MASLD/MASH进展中的细胞死亡通路（坏死、凋亡、自噬、铁死亡、焦亡）、肝细胞选择性自噬亚型和关键生物标志物（脂自噬、线粒体自噬、铁蛋白自噬、内质网自噬、过氧化物酶体自噬）、MASLD向MASH进展和肝细胞衰老中的选择性自噬功能障碍（各亚型详细分析）、未来治疗前景和临床意义（靶向衰老本身、恢复蛋白质稳态和营养感知、脂自噬作为治疗杠杆、线粒体自噬和线粒体质量控制、铁蛋白自噬-铁轴、内质网自噬和蛋白毒性应激缓解、过氧化物酶体自噬和过氧化物酶体导向策略）以及结论。
**1. 引言**
肝脏作为主要代谢器官，执行能量调控、解毒和蛋白质合成等功能。肝细胞生理稳态对全身代谢控制至关重要。衰老过程中肝细胞再生能力和代谢效率下降，导致代谢应激和微环境功能障碍。衰老肝细胞通过蛋白质组重塑和细胞器质量控制改变主动推动疾病进展，尤其在代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）中，脂质积累引发脂毒性，通过内质网（ER）应激、氧化应激、细胞器功能障碍和铁死亡等机制促进MASLD向代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）进展。衰老肝细胞在MASH肝脏中积累，通过持续DNA损伤反应（DDR）信号、线粒体功能障碍、氧化应激和衰老相关分泌表型（SASP）促进疾病。选择性自噬通路（脂自噬、线粒体自噬、铁蛋白自噬、内质网自噬、过氧化物酶体自噬）的损伤在驱动这一转变中起核心作用。衰老分为生理性衰老和病理性衰老，均涉及蛋白质稳态和细胞器质量控制紊乱。蛋白质丰度、翻译后修饰、多蛋白复合物组装和蛋白质形态（proteoform）多样性是主要调控层，而非仅转录丰度。自噬是进化保守的细胞降解过程，包括巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬（CMA）。基于质谱的蛋白质组学已成为研究肝细胞自噬调控的重要平台，能够检测自噬相关蛋白的协调丰度变化、通路特异性细胞器特征和蛋白质形态异质性。本综述整合蛋白质组学证据，定义选择性自噬功能障碍如何重塑衰老和MASLD中的肝细胞蛋白质组，批判性评估方法学局限，并提出概念框架。
**2. 细胞衰老的概念和分子调控机制**
2.1 定义与特征：细胞衰老由DNA损伤、端粒功能障碍、癌基因激活和细胞器特异性应激诱导，是生长停滞的终末状态，涉及细胞周期阻滞于G1/G2期。衰老细胞形态增大扁平，表达衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal），增殖标记（Ki-67、PCNA）降低，细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制剂p21和p16积累，并分泌SASP组分（IL-6、IL-8、IL-1β、TNF-α、MMP-3）。蛋白质组学分析表明，这些表型变化与细胞骨架、核和溶酶体蛋白网络的协调转变并行。衰老细胞通过SASP促进组织退化和慢性炎症。衰老与自噬和溶酶体功能下降密切相关，选择性自噬通路在维持衰老过程中细胞稳态中起关键作用。
2.2 衰老相关信号通路：
- DNA损伤：核DNA双链断裂（DSBs）激活DDR通路（ATM、ATR、CHK1、CHK2），导致p53-p21介导的细胞周期阻滞。p16维持衰老表型。持续DDR信号由蛋白质周转改变和DDR相关蛋白质形态稳定化维持。衰老细胞通过BCL-2家族和PI3K/AKT信号获得抗凋亡特性。
- 端粒功能障碍：端粒缩短激活ATM/ATR依赖的DDR，导致p53-p21介导的细胞周期阻滞。慢性代谢超载和氧化应激可独立于端粒长度激活DDR。蛋白质组学研究表明，慢性DDR激活与线粒体、核和应激反应蛋白质组重塑相关。
- 癌基因：持续致癌信号诱导DNA复制应激和DDR激活，促进癌基因诱导衰老（OIS）。氧化应激和线粒体功能障碍增强衰老相关生长停滞和炎症信号。蛋白质组学揭示衰老肝细胞中代谢和应激反应蛋白网络的重塑。
- 线粒体功能障碍：衰老肝细胞中线粒体质量控制受损，表现为线粒体膜电位（MMP）降低、呼吸缺陷和线粒体自噬受损。线粒体功能障碍产生过量活性氧（ROS），维持DDR信号。胞质DNA激活cGAS-STING-NF-kB轴，驱动SASP。蛋白质组分析显示线粒体蛋白质组广泛重组，包括呼吸链组分减少、线粒体自噬相关蛋白改变。在MASLD/MASH中，脂质超载和有缺陷的线粒体自噬加剧线粒体蛋白质组重塑和氧化应激。
- 非细胞自主调控：衰老细胞通过SASP影响邻近细胞，诱导旁分泌衰老。肝脏中衰老肝细胞与肝星状细胞（HSCs）、库普弗细胞、肝窦内皮细胞（LSECs）等通信，分泌IL-6、IL-1β、TNF-α、TGF-β等促进炎症和纤维化。胞质DNA和线粒体损伤激活cGAS-STING-NF-kB轴，增强炎症微环境重塑。蛋白质组学表明，细胞间通讯由分泌蛋白组成和蛋白质形态重塑调控。
2.3 衰老细胞生物标志物：SA-β-gal是广泛使用的标记，其活性增加反映溶酶体蛋白质组扩张。衰老细胞形态异常，细胞质与细胞核比例增大。增殖标记Ki-67和PCNA表达降低。p21和p16积累，激活RB并抑制E2F，导致细胞周期阻滞。SASP组分（IL-6、IL-8、IL-1β、TNF-α、MMP-3）是评估衰老的指标，但并非可靠单一标志物。在MASLD中，持续DDR、线粒体ROS产生、选择性自噬损伤和铁代谢失调共同诱导和稳定衰老表型，伴随代谢酶、线粒体蛋白和应激反应网络的蛋白质组重塑。
**3. 肝细胞衰老和MASLD/MASH进展中的细胞死亡通路**
调控性细胞死亡通路参与肝细胞损伤、炎症信号和组织重塑。坏死和坏死性凋亡释放损伤相关分子模式（DAMPs），放大炎症信号。凋亡由脂毒性应激、内质网应激和线粒体功能障碍诱导，表现为半胱天冬酶介导的底物裂解和蛋白质形态生成。自噬是细胞保护过程，但在过度应激时可导致非半胱天冬酶依赖的II型细胞死亡。选择性自噬通路维持肝细胞蛋白质稳态和细胞器质量控制。铁死亡是铁依赖的调节性细胞死亡，以脂质过氧化物（LPO）积累为特征，与铁蛋白自噬失调相关。焦亡由炎症小体激活诱导，导致gasdermin D（GSDMD）孔道形成和质膜破裂。蛋白质组学能够区分不同细胞死亡模式，通过捕获通路特异性蛋白特征和蛋白质形态动态，将细胞死亡机制与肝细胞衰老和肝病发病机制联系起来。
**4. 肝细胞选择性自噬亚型和关键生物标志物**
4.1 脂自噬：选择性自噬的一种，降解脂滴（LDs）以维持脂质稳态，具有细胞保护作用。脂自噬功能失调导致脂毒性，触发细胞死亡。蛋白质组学分析显示脂自噬伴随脂滴相关蛋白、自噬机器组分和线粒体代谢酶的协调重塑。在酒精性肝病中，选择性脂自噬可能代表保护性反应。定量蛋白质组学可区分适应性脂自噬和适应不良的自噬相关细胞死亡。
4.2 线粒体自噬：通过泛素依赖或受体介导途径选择性降解受损线粒体。PINK1-Parkin依赖通路是经典机制，非经典通路由BNIP3、NIX（BNIP3L）、FUNDC1等受体介导。线粒体自噬保护免受ROS损伤，维持氧化还原平衡。蛋白质组学研究表明线粒体自噬选择性去除受损线粒体蛋白质形态，而并非均匀减少线粒体蛋白丰度。
4.3 铁蛋白自噬：NCOA4介导的铁蛋白选择性自噬，释放铁离子。铁水平调控NCOA4稳定性：高铁促进NCOA4与HERC2结合导致NCOA4降解，低铁稳定NCOA4。铁蛋白自噬调控铁死亡。蛋白质组学定量评估铁蛋白亚基、NCOA4丰度和铁调节蛋白网络。
4.4 内质网自噬（ER-phagy）：选择性自噬降解内质网（ER）亚域，由ER驻留受体（FAM134B、SEC62、RTN3）介导。ER应激激活未折叠蛋白反应（UPR），诱导ER-phagy受体表达。蛋白质组学可区分适应性ER-phagy和病理性ER周转，揭示ER蛋白质形态组成的上下文依赖变化。
4.5 过氧化物酶体自噬（pexophagy）：选择性自噬降解过氧化物酶体。氧化应激诱导过氧化物酶体酶（如过氧化氢酶）的丢失和NBR1依赖的pexophagy。ATM依赖的PEX5泛素化触发选择性pexophagy。蛋白质组学显示pexophagy与过氧化物酶体酶的选择性丢失和氧化还原调节蛋白网络重塑相关。
**5. MASLD向MASH进展和肝细胞衰老中的选择性自噬功能障碍**
选择性自噬通路与肝细胞衰老调控密切相关。自噬损伤导致受损细胞器积累、持续氧化应激和DDR信号激活，促进衰老表型诱导和维持。蛋白质组学研究表明，这些过程伴随线粒体功能障碍相关蛋白、铁处理蛋白和应激反应网络的协调重塑，强化衰老相关功能下降。衰老过程中自噬和溶酶体功能下降进一步加剧这些过程。
5.1 脂自噬：MASLD肝脏中脂自噬受损与脂滴相关蛋白、溶酶体酶和自噬机器组分的疾病阶段依赖性重塑相关。p62/SQSTM1和LC3-II积累反映自噬流停滞而非降解增强。脂自噬功能失调使肝细胞对凋亡刺激敏感，促进NAFLD和代谢综合征进展。
5.2 线粒体自噬：MASLD模型中有缺陷的线粒体自噬伴随功能障碍线粒体蛋白质形态的选择性积累。AMPK调控线粒体生物发生和线粒体自噬。高脂饮食增加肝细胞线粒体自噬，而AMPK信号破坏加剧脂肪肝。恢复线粒体自噬可重新平衡线粒体蛋白质组并减少衰老相关蛋白特征。
5.3 铁蛋白自噬：在肝纤维化中，铁蛋白自噬促进肝星状细胞衰老；在NAFLD中，慢性铁蛋白自噬通过铁过载和氧化应激加剧肝损伤。NCOA4介导的铁蛋白自噬调控细胞内游离铁水平，抑制NCOA4减少铁介导的凋亡和肝损伤。蛋白质组分析表明铁蛋白自噬失调改变铁处理蛋白网络和抗氧化防御系统，促进脂质过氧化和铁死亡。
5.4 内质网自噬：ER应激是慢性肝病的标志，MASLD中ER应激以ER驻留蛋白质组选择性重塑为特征。FAM134B等受体介导ER-phagy，选择性去除错误折叠ER蛋白质形态，同时保留功能性折叠机器。靶向ER应激相关蛋白降解是慢性肝病的治疗策略。
5.5 过氧化物酶体自噬：MASLD与过氧化物酶体酶的选择性丢失和氧化还原调节蛋白网络改变相关，与pexophagy受损一致。PPAR-α激动剂非诺贝特恢复过氧化物酶体蛋白质组完整性。PEX5泛素化和NBR1/p62识别调控pexophagy。蛋白质组学分析显示MASLD中过氧化物酶体酶的选择性丢失和氧化还原相关蛋白网络重塑。
**6. 未来治疗前景和临床意义**
肝细胞衰老是MASLD进展的主动驱动因素。选择性自噬通路（脂自噬、线粒体自噬、铁蛋白自噬、内质网自噬、过氧化物酶体自噬）是代谢超载与衰老相关蛋白质稳态和细胞器质量控制丧失之间的机制汇合点。蛋白质组重塑既是后果也是驱动因素，形成自我强化循环。治疗策略包括：靶向衰老本身（senolytics消除衰老细胞，senomorphics抑制SASP）；恢复蛋白质稳态和营养感知（AMPK激活、mTORC1抑制）；增强脂自噬以减少脂毒性；增强线粒体自噬以打破ROS-DDR-衰老循环；精准调节铁蛋白自噬-铁轴；恢复适应性内质网自噬以缓解蛋白毒性应激；调节过氧化物酶体自噬以控制氧化还原和脂质氧化。蛋白质组学指导的生物标志物和患者分层对于精准治疗至关重要。
**7. 结论**
肝细胞衰老是MASLD的中心致病驱动因素。选择性自噬损伤是代谢应激与肝细胞衰老之间的关键界面。蛋白质组学证据表明，这些缺陷由蛋白质丰度、蛋白质形态组成和细胞器特异性蛋白质组的协调重塑驱动，而非仅转录变化。未来的研究需要整合定量、空间和蛋白质形态分辨的蛋白质组学与功能验证，以确定可操作靶点。从MASLD向MASH的转变与衰老相关选择性自噬下降和衰老肝细胞积累密切相关。恢复自噬蛋白质稳态和限制衰老相关蛋白质组重塑的治疗策略有望预防MASH进展和年龄相关肝功能障碍。
