SphK1在丙烯酰胺致神经系统损伤中的作用及机制研究

Even though scientific scholars paid great attention to explore the mechanism of acrylamide-induced nervous system injury in the occupational population in the past few years, the pathogenesis of it is unclear. Unfortunately, China has a great number of workers engaged in the production of acrylamide, it is worth our attention. Sphingosine kinase (SphK) is not only a major rate-limiting enzyme that catalyzes the production of sphingosine 1-phosphase (S1P) from sphingosine (Sph), but also an important signal transduction molecule for cell proliferation and survival. Our previous studies found that Sph exists in the serum metabolites of the acrylamide occupational population, and it is over expressed in the serum metabolites. It is suggested that acrylamide may raise the level of Sph and regulate the signaling pathway of MAPK through making the low expression of SphK1, which lead to the occurrence and development of nervous system injury. Therefore, acrylamide acts as the test substance of this study, we will explore the role of SphK1 on acrylamide-induced nervous system injury, then demonstrated by cohort study. Results will be analyzed according to local epidemiological information and experimental researchers. We believe it will provide a new way to prevent and remedy the nervous system injury in Chinese acrylamide occupational population.

丙烯酰胺（acrylamide, ACR）致神经系统损伤的研究国内外学者予以极大关注，我国从事丙烯酰胺生产的工人较多，其对职业人群神经系统损伤的发病机制尚不清楚。鞘氨醇激酶（SphK）是催化鞘氨醇（Sph）生成1-磷酸鞘氨醇（S1P）的主要限速酶，也是细胞增殖及存活的重要信号传导分子。我们前期的研究发现，Sph存在于丙烯酰胺职业人群的血清代谢物中，并且在血清代谢物中高度表达。据此提出，丙烯酰胺可能使SphK1低表达，导致Sph水平升高，并通过SphK1低表达对MAPK信号通路进行调控，导致神经系统损伤的发生与发展。因此，本研究以丙烯酰胺为受试物，探讨SphK1在丙烯酰胺致神经系统损伤中的作用，并通过人群队列研究进一步验证SphK1在丙烯酰胺职业人群神经系统损伤中的地位和作用。这些研究，将为揭示丙烯酰胺致神经系统损伤的机制奠定基础，为我国丙烯酰胺职业人群神经系统损伤的防治提供新思路。

丙烯酰胺致神经系统损伤的研究国内外学者予以极大的关注，其对职业人群神经系统损伤的发病机制尚不清楚。我们前期的研究发现，Sph存在于丙烯酰胺职业人群的血清代谢物中，并且在血清代谢物中高度表达。鞘氨醇激酶（SphK）是催化鞘氨醇（Sph）生成1-磷酸鞘氨醇（S1P）的主要限速酶，也是细胞增殖及存活的重要信号传导分子。因此，本课题旨在探讨鞘氨醇激酶1（SphK1）在ACR致神经损伤中的作用及潜在机制。采用液相色谱三重四级杆串联质谱仪（LC-MS/MS）和RT-qPCR法检测ACR暴露组和非暴露组血清中Sph、S1P含量以及全血中SphK1含量。在体外实验中，采用加入SphK1特异性激活剂（12-）十四酸佛波酯（-13-）乙酸盐（PMA）来激活人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）中的SphK1。通过细胞增殖测定，流式细胞术，Western blot，RT-qPCR以及对MAPK信号通路中的相关蛋白检测进行研究。人群研究结果表明，ACR暴露组中的Sph含量高于非暴露组，而SphK1和S1P含量均低于非暴露组。而进一步的体外实验结果表明，SphK1的表达随着ACR染毒浓度的增加而降低；激活SphK1可以提高SH-SY5Y细胞的存活率，同时细胞凋亡率也显著下降。在对MAPK信号通路的研究中表明，在SH-SY5Y细胞中，激活SphK1可以对MAPK信号通路进行调控，包括增强ERK的磷酸化，抑制JNK和p38的磷酸化。这一研究将为探讨调控鞘脂类物质可以预防丙烯酰胺致神经系统损伤或起到辅助治疗的作用，同时也为我国丙烯酰胺致神经系统损伤的预防提供新思路。