鞘磷脂合酶2在非酒精性脂肪肝中的作用及机制研究

Sphingomyelin sphingolipid de novo biosynthesis is related with nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). However, the mechanism is still unclear. Sphingomyelin synthase (SMS), utilizing ceramide as one of the substrates to produce sphingomyelin, sits at the crossroads of sphingolipid biosynthesis. SMS has two isoforms: SMS1 and SMS2. SMS2 is the major isoform in the liver.To investigate the relationship between liver SMS2 activity-mediated sphingolipid changes and NAFLD, we will utilize two mouse models, SMS2 knockout (KO) mice and SMS2 liver-specific transgenic (LTg) mice.We want to find the effect of liver SMS2 activiy on liver lipid metabolism, insulin resistance(IR) and the development of NAFLD. Above all we will explore the potential mechnisms linking between SMS2 activity and NAFLD.

本课题以肝脏鞘磷脂合酶2（SMS2）为研究对象，重点考察SMS2活性改变对非酒精性脂肪肝发病过程中的影响，以及从分子水平进行作用机理的探讨。实验利用SMS2基因敲除小鼠和SMS2肝脏转基因小鼠作为SMS2活性缺失和过表达的模型，重点考察肝脏脂质代谢、胰岛素抵抗以及对NAFLD发病状况的影响。力图找出SMS2调控的肝脏靶点基因，以期初步阐明SMS2在NAFLD发生中的作用机制，为更深层探讨NAFLD发病机理并确立SMS作为NAFLD治疗的全新靶点，完善并提供全面的理论依据和实验基础，为筛选NAFLD治疗药物开拓新思路。

随着肥胖及相关代谢综合症全球化的流行趋势，非酒精性脂肪肝已成为慢性肝病的重要病因。胰岛素抵抗和脂质代谢紊乱是NAFLD形成的两大重要因素。鞘磷脂从头合成途径与NAFLD的发生密切相关，以神经酰胺和卵磷脂为底物合成鞘磷脂和甘油二酯的鞘磷脂合酶（SMS）位于鞘磷脂生物合成的关键部位，本课题以鞘磷脂合酶2（SMS2，肝脏细胞的主要SMS活性形式）为核心，分别从胰岛素抵抗和脂质代谢角度考察SMS2表达水平改变对NAFLD发生的影响并从分子水平探讨其作用机理。我们发现： 1.SMS2过表达降低肝脏神经酰胺水平，增加了鞘磷脂水平，增加肝脏质膜鞘磷脂含量，而SMS2缺失具有相反作用；2.肝脏SMS2过表达促进（SMS2缺失抑制）肝脏中高脂饮食诱导的甘油三酯和游离脂肪酸的聚集，增加了肝细胞对游离脂肪酸的吸收，加重了NAFLD的发生；3. SMS2活性缺失增加了胰岛素的敏感性；4. SMS2过表达诱导了肝脏PPARγ2及其下游基因CD36和Fsp27的表达，SMS2缺失抑制了上述基因的表达；5. 体外实验显示，外源性神经酰胺的加入抑制了PPARγ2、CD36和Fsp27的表达，而外源性鞘磷脂或磷脂酰胆碱没有此作用；6. PPARγ2的类似物可以降低小鼠肝脏中甘油三酯的聚集。因此我们认为，SMS水平改变可以影响NAFLD的发生，抑制SMS活性使得神经酰胺水平升高，在分子水平上通过抑制PPARγ2来减少NAFLD的发生。本课题首次建立了SMS2与NAFLD之间的联系，阐明了SMS影响NAFLD作用的分子机理，为SMS作为NAFLD药物治疗新靶点的可能打下全面扎实的理论和实验基础。