综述：神经化学基础综述：鞘脂和神经酰胺在大脑发育中的作用

《Journal of Neurochemistry》：Fundamental Neurochemistry Review: Sphingolipids and Ceramides in Brain Development

这篇综述深入探讨了鞘脂和神经酰胺在大脑皮质发育中的关键作用，系统阐述了其生物合成、代谢调控及其在神经干细胞（NSC）极性、神经元迁移、轴突生长、髓鞘形成及突触发生等关键环节的功能。文章特别强调了脂质组学揭示的脂质多样性在脑进化中的意义，并详细分析了相关代谢通路（如de novo途径、SMase途径）和关键酶（如CERS、FASN）的功能。最后，综述联系了鞘脂代谢异常与多种神经发育障碍（如PME、ID、ASD）和神经退行性疾病（如AD）的病理机制，为理解相关疾病的病因提供了新的视角。

　　

鞘脂与神经酰胺：大脑发育的关键调控者

1 引言

脂质不仅是细胞膜的主要组成部分，对维持结构完整性至关重要，同时也是代谢燃料的底物、膜蛋白的锚定点，在某些情况下还可作为一系列信号分子的前体。大脑是体内脂质含量第二高的组织，仅次于脂肪组织，占其湿重的10%–12%，干重的50%。大脑主要由胆固醇、磷脂和鞘脂组成。因此，脂质在大脑中具有众多功能。

1.1 大脑发育与功能中的脂质

鞘脂从大脑中分离的证据可追溯到19世纪末（1884年）的Thudichum，他引入了“鞘氨醇”（sphingosin）这一名称，源于其神秘的性质。随后几年，鞘氨醇（所有鞘脂的构建模块）的化学结构被阐明，接着是不同类别复杂鞘脂的发现，包括鞘磷脂和糖鞘脂。复杂糖鞘脂类——神经节苷脂，在大脑中尤其丰富，其含量是体内任何其他组织的10至30倍。不同神经节苷脂在不同发育时期和空间、不同细胞类型以及包括人类在内的多种物种中的动态表达，阐明了它们在发育和成年大脑功能中的重要性。虽然大脑灰质富含神经节苷脂，但髓鞘和少突胶质细胞则富含鞘磷脂、半乳糖神经酰胺和硫苷脂。基于这些表达信息，进一步研究鞘脂在大脑发育过程中的起源和功能变得至关重要。

1.2 跨大脑发育与进化的脂质组学研究

对不同年龄（4至52周）小鼠脑组织进行的脂质组学分析发现，随着时间的推移，总甘油磷脂的质量百分比下降，而总鞘脂的质量百分比上升。同样重要的是，鞘脂表现出随年龄变化的酰基链长度依赖性变化，较长酰基链（范围从C20到C26）的鞘脂随时间增加，而较短酰基链的鞘脂则减少。

对人类、黑猩猩、恒河猴和小鼠的神经与非神经组织进行的脂质组学分析表明，在这些物种中，人脑的脂质组成最为独特，因为所分析的脂质化合物中有76%相较于人类非神经组织是富集或耗竭的。因此，神经和非神经组织之间脂质组的最大的差异出现在人类中，其次是黑猩猩和猕猴，小鼠的差异最小。进一步有趣的是，脑内富集的脂质浓度水平在灵长类动物中的进化速度大约快四倍，显示出与