干貨分享丨神經(jīng)酰胺概述
01 神經(jīng)酰胺的定義
神經(jīng)酰胺（Ceramide）是鞘脂的疏水骨架，鞘脂是細胞膜的主要脂質成分之一，神經(jīng)酰胺是由鞘氨醇和脂肪酸通過酰胺鍵共價連接而成的脂類，以典型的C14-C26鏈長度不同的脂肪酸存在，具有高度疏水性質。
神經(jīng)酰胺的結構和分類
神經(jīng)酰胺由一個長鏈堿基（LCB）組成，脂肪酸通過酰胺鍵與該長鏈堿基相連。根據(jù)羥基和雙鍵的數(shù)量和位置不同，LCB可以分為有五種類型：二氫鞘氨醇（DS）、鞘氨醇（S）、植物鞘氨醇（P）、6-羥基鞘氨醇（H）和4,14-鞘氨醇（SD），碳鏈長度為18的五種LCB類型分別被指定為d18:0、d18:1、t18:0、t18:1(6OH)和d18:2。神經(jīng)酰胺中的脂肪酸在人體中也可以分為四種類型：非羥基（N）、α-羥基（A）、ω-羥基（O）和酯化的ω-羥基脂肪酸（EO）。根據(jù)LCB和脂肪酸的組合，神經(jīng)酰胺被分為20類。除了這些神經(jīng)酰胺類，還包含由LCB和蛋白結合的蛋白結合神經(jīng)酰胺（PO），這些蛋白的神經(jīng)酰胺共價附著與角質細胞的表面蛋白（角質化包膜蛋白）。有五類蛋白結合神經(jīng)酰胺，根據(jù)它們所含的LCB類型分類（P-ODS、P-OS、P-OP、P-OH和P-OSD）。每種神經(jīng)酰胺類別包括FA鏈長和/或不飽和度不同的各種分子種類。
看完了上面的內容，小編也出道題目考下大家，Cer (d18:1/16:0)是什么？
沒錯，Cer是神經(jīng)酰胺（Ceramide）的簡寫，d18:1是指LCB部分是鞘氨醇（S），后面的16:0代表脂肪酸部分是C16:0（十六烷酸，即棕櫚酸）。為了方便大家記憶，小編還自創(chuàng)了一個口訣：先看前面是什么？d是雙羥基，t是三羥基，0/1來判斷雙鍵；再看后面脂肪酸，碳鏈長和雙鍵數(shù)。脂肪酸要怎么看？翻到文末點推薦。
02 神經(jīng)酰胺的分布
在大多數(shù)組織中，神經(jīng)酰胺水平較低，因為神經(jīng)酰胺僅在鞘脂的合成和降解過程中瞬時產生。此外，在大多數(shù)哺乳動物組織中只存在有限種類的神經(jīng)酰胺；鞘氨醇與非羥基脂肪酸結合的神經(jīng)酰胺（NS）是主要的神經(jīng)酰胺類，其他類以低水平或僅在特定組織中存在。相比之下，角質層含有高水平和多種類的神經(jīng)酰胺，這使其能夠發(fā)揮其專門的作用，即皮膚屏障功能。在人角質層中，存在大多數(shù)未結合的神經(jīng)酰胺類別和所有五種蛋白質結合的神經(jīng)酰胺類別。其中，�；窠�(jīng)酰胺（EO型神經(jīng)酰胺）和蛋白質結合的神經(jīng)酰胺（P-O型神經(jīng)酰胺）對于皮膚屏障形成是至關重要的。�；窠�(jīng)酰胺參與脂質片層的形成和維持。蛋白質結合的神經(jīng)酰胺形成角質細胞的質膜樣結構，稱為角質細胞脂質包膜，并且被認為是脂質片層的支架。
03 神經(jīng)酰胺的合成
神經(jīng)酰胺在細胞內產生的主要途徑有三種：從頭合成、鞘磷脂水解和回收途徑。
神經(jīng)酰胺從頭合成
從頭合成是神經(jīng)酰胺三種合成途徑中最具特點的一種方式。途徑始于L-絲氨酸和棕櫚酰CoA通過絲氨酸軟脂酰轉移酶（SPT）縮合，產生3-酮鞘氨醇，然后通過3-酮鞘氨醇還原酶將其還原為鞘氨醇。隨后通過鞘氨醇N-�；D移酶將鞘氨醇�；癁槎䴕渖窠�(jīng)酰胺，隨后通過二氫神經(jīng)酰胺去飽和酶（Des1和-2）將二氫神經(jīng)酰胺還原為神經(jīng)酰胺。
鞘磷脂水解
第二種神經(jīng)酰胺生成途徑是由一部分鞘磷脂酶（SMase）水解鞘磷脂頭部基團，這些酶根據(jù)最適pH值和/或亞細胞位置區(qū)分。鞘磷脂是哺乳動物中含量最豐富的鞘脂，是神經(jīng)酰胺的重要來源。
回收途徑
神經(jīng)酰胺也可通過間接分解代謝其他復雜的鞘脂產生，通過一系列稱為鞘脂回收或補救途徑，高級鞘脂（鞘磷脂和糖鞘磷脂）在酸性細胞腔內被駐留酶（酸性SMase和酸性β-葡萄糖苷酶1）降解，形成神經(jīng)酰胺，神經(jīng)酰胺自身降解為鞘氨醇和游離脂肪酸，能夠進入細胞質，一旦進入細胞質，鞘氨醇就會通過神經(jīng)酰胺酶轉化回神經(jīng)酰胺。
04 神經(jīng)酰胺的功能
神經(jīng)酰胺存在于所有的真核細胞中，對細胞分化、增殖、凋亡、衰老等生命活動具有重要調節(jié)作用。神經(jīng)酰胺作為皮膚角質層細胞間脂質的主要成分，不僅在鞘磷脂途徑中作為第二信使分子，還對表皮角質層形成過程發(fā)揮重要作用，具有維持皮膚屏障、保濕等作用。
維持皮膚屏障
神經(jīng)酰胺是表皮的重要結構成分，在維持人體內穩(wěn)態(tài)中起著關鍵作用。表皮的最外層，即角質層，在外部環(huán)境和內部身體之間形成屏障，這種屏障功能具有多種目的，包括防止水分流失和保護免受外來傷害。神經(jīng)酰胺是占細胞間脂質含量約50%的主要脂質，角質層脂質對于維持皮膚屏障功能和防止經(jīng)表皮水分流失是必不可少的。
神經(jīng)酰胺水平或組成的改變與患病皮膚相關，例如特應性皮炎和銀屑病。較新的護膚品配方已開始納入神經(jīng)酰胺；外源性施用的神經(jīng)酰胺可有助于恢復皮膚神經(jīng)酰胺水平，這可通過增加皮膚水合作用和降低經(jīng)表皮水分流失而有助于改善皮膚屏障功能。
細胞功能
細胞中神經(jīng)酰胺的積累改變了大量的信號轉導事件，神經(jīng)酰胺會在許多類型的細胞中誘導壞死或凋亡，研究表明神經(jīng)酰胺及其代謝物對細胞代謝具有深遠的影響。
神經(jīng)酰胺改變細胞代謝的主要機制是其對Akt的顯著抑制，Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，其是將胰島素和其他生長因子與營養(yǎng)轉運蛋白的表達、作用和亞細胞分布連接的信號傳導途徑中的專性中間體。除了介導營養(yǎng)物處理之外，Akt還激活合成代謝途徑（例如，糖原和蛋白質合成）同時抑制分解代謝，導致營養(yǎng)物儲存的顯著上調。Akt還激活促存活并抑制自噬酶，導致細胞生長和穩(wěn)定性的凈增加。越來越多的證據(jù)表明Akt也在癌癥、心血管疾病、阿爾茨海默癥和2型糖尿病中起作用。
神經(jīng)酰胺除了調節(jié)Akt外，還可以調節(jié)線粒體功能。由于ER相關亞室（已知發(fā)生神經(jīng)酰胺生物合成的亞室）的頻繁污染，嘗試亞細胞分離和分離線粒體以確定神經(jīng)酰胺或神經(jīng)酰胺合成酶的存在應仔細評估。然而，幾個研究小組報導線粒體含有多種鞘脂，包括神經(jīng)酰胺。雖然內質網(wǎng)中合成的神經(jīng)酰胺可以直接轉運到其他細胞器，但線粒體本身攜帶神經(jīng)酰胺合成所必需的酶機制。已知神經(jīng)酰胺與線粒體相互作用，通過增加的膜滲透性誘導凋亡途徑。
參考文獻
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