神經(jīng)酰胺與相關(guān)皮膚病的研究進(jìn)展

劉韻祎 張嘉文 劉子菁 王小燕 劉乙萱 姜沛彧 許 陽(yáng)

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚科，南京，210029

神經(jīng)酰胺是皮膚中一種重要的生理性脂質(zhì)，由長(zhǎng)鏈鞘氨醇?jí)A基和脂肪酸組成，是皮膚物理屏障的重要組成部分，也參與皮膚免疫與其他多種細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程，其合成與代謝異常與多種皮膚疾病密切相關(guān)，而添加了神經(jīng)酰胺的護(hù)膚品已被用于多種皮膚疾病的輔助治療。

1 神經(jīng)酰胺概況

神經(jīng)酰胺由板層小體合成和分泌，與膽固醇、游離脂肪酸一起構(gòu)成細(xì)胞間脂質(zhì)，參與維持皮膚屏障功能。目前發(fā)現(xiàn)，皮膚角質(zhì)層中有16種不同亞型神經(jīng)酰胺，其中12種為游離可提取亞型，另外4種與細(xì)胞角質(zhì)套膜連接，難以單獨(dú)提取和測(cè)定。

目前神經(jīng)酰胺有兩種命名系統(tǒng)(表1)：方法一是根據(jù)色譜遷移排列次序?yàn)樯窠?jīng)酰胺1～8，以及之后按發(fā)現(xiàn)時(shí)間次序命名，按序?yàn)樯窠?jīng)酰胺9～11；方法二則是按分子結(jié)構(gòu)命名，末位字母為鞘氨醇基團(tuán)，包括S(鞘氨醇，sphingosine)、 dS(二氫鞘氨醇，sphinganine)、P(植物鞘氨醇，phytosphingosine)和H (6-羥基鞘氨醇，6-hydroxy sphingosine)，前面字母代表酰基鏈：包括N (無(wú)羥基，non-hydroxy)、A(α-羥基，α-hydroxy)和EO(亞油酸酯化的ω-羥基)。

表1 兩種命名系統(tǒng)的16種亞型神經(jīng)酰胺

16亞型神經(jīng)酰胺中，ω-羥基化的四種鞘氨醇(OdS、OS、OP和OH)與細(xì)胞角質(zhì)套膜連接，常規(guī)化學(xué)洗脫法無(wú)法檢測(cè)到，另EOdS含量極其稀少，也較難檢測(cè)。故既往文獻(xiàn)通常是11種亞型神經(jīng)酰胺含量的相關(guān)數(shù)據(jù)，不同亞型神經(jīng)酰胺在角質(zhì)層中所占比例存在差別，有文獻(xiàn)報(bào)道其中NP 占22.10%，NH占14.50%，而AH、NDS、AS、AP和NS分別占10.80%、9.80%、9.60%、8.80%和7.40%[1]。不同亞型神經(jīng)酰胺中因碳鏈長(zhǎng)短不同又可進(jìn)一步細(xì)分為不同分子量神經(jīng)酰胺，有文獻(xiàn)報(bào)道檢測(cè)到11種亞型中的342種不同分子量大小的神經(jīng)酰胺[2]。

對(duì)于神經(jīng)酰胺測(cè)定方法大多為定性半定量或是對(duì)于部分神經(jīng)酰胺亞型的定量，F(xiàn)arwanah等[3]使用高效薄層色譜測(cè)定7 名健康受試者前臂內(nèi)側(cè)皮膚部分神經(jīng)酰胺亞型含量，其中AH(14.1±1.7)μg/cm2、AP(7.5±1.3)μg/cm2、NH+AS(20.7±1.3)μg/cm2、EOH(7.6±1.3)μg/cm2、NP(16.5±1.4)μg/cm2、NS(19.9±1.5)μg/cm2、EOS(13.7±1.2)μg/cm2。近有研究團(tuán)隊(duì)在7個(gè)中國(guó)健康受試者前臂皮膚采用氰基丙烯酸酯粘合法取材后行高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析，檢測(cè)到12種亞型神經(jīng)酰胺，每個(gè)人神經(jīng)酰胺平均含量分別為33.63、27.59、108.57、220.75、149.20、43.06和22.78 μg/mL，但無(wú)單一亞型含量具體數(shù)據(jù)結(jié)果[4]。

2 神經(jīng)酰胺在皮膚中的生物學(xué)效應(yīng)

2.1 參與組成皮膚屏障 皮膚屏障包括物理、化學(xué)、免疫和微生物屏障，而其中物理屏障主要由角質(zhì)層與細(xì)胞間連接構(gòu)成。角質(zhì)層中細(xì)胞及細(xì)胞間脂質(zhì)參與構(gòu)成“磚墻結(jié)構(gòu)”，細(xì)胞間脂質(zhì)主要包括神經(jīng)酰胺、脂肪酸以及膽固醇。神經(jīng)酰胺的兩親特性使得屏障脂質(zhì)形成膜狀細(xì)胞間脂質(zhì)層，而其親水性基團(tuán)可促進(jìn)表皮水合，防止過(guò)度經(jīng)皮水分丟失。

神經(jīng)酰胺可促進(jìn)絲聚蛋白(filaggrin, FLG)的合成，而FLG不僅是重要的結(jié)構(gòu)蛋白，也是保濕因子的主要來(lái)源。FLG單體聚合形成角蛋白束，參與維持角質(zhì)層的結(jié)構(gòu)和完整性，絲聚蛋白經(jīng)酶催化后分解為游離氨基酸及其他天然保濕因子，包括尿素、吡咯烷酮羧酸鈉、乳酸等。對(duì)比來(lái)源于AD患兒皮損皮膚及正常兒童皮膚原代角質(zhì)形成細(xì)胞的研究顯示神經(jīng)酰胺能在RNA水平和蛋白水平增加FLG的表達(dá)，改善角質(zhì)細(xì)胞分化異常，改善AD患者皮膚物理屏障[5]。Jiang等[6]研究表示，在人角質(zhì)形成細(xì)胞中神經(jīng)酰胺可能通過(guò)促進(jìn)半胱天冬酶14的表達(dá)，從而進(jìn)一步促進(jìn)FLG合成。另有研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺可使新生兒包皮分離培養(yǎng)的角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平升高，且可使胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和c-Jun氨基末端激酶的磷酸化增加，從而增加FLG的表達(dá)[7]。

2.2 參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)酰胺可作為信使神經(jīng)酰胺在各種生物過(guò)程中充當(dāng)?shù)诙攀埂Ｐ攀股窠?jīng)酰胺與非信使神經(jīng)酰胺來(lái)源類似，且化學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)明顯差異，包括表皮特有的ω-O-?；?超長(zhǎng)鏈神經(jīng)酰胺。但非信使神經(jīng)酰胺的大部分前體(葡萄糖基神經(jīng)酰胺)均在板層小體內(nèi)，不能直接進(jìn)入細(xì)胞漿內(nèi)而無(wú)法參與信號(hào)傳導(dǎo)。

除了作為生物膜的基本結(jié)構(gòu)部分之外，包括鞘脂在內(nèi)的脂質(zhì)越來(lái)越多地被認(rèn)為是許多重要細(xì)胞過(guò)程(包括自噬)的重要調(diào)節(jié)因子[8]。細(xì)胞自噬在生理及病理狀態(tài)下都是維持細(xì)胞自我穩(wěn)定和更新的重要機(jī)制。其中，神經(jīng)酰胺作為脂代謝核心分子參與調(diào)控細(xì)胞自噬。神經(jīng)酰胺誘導(dǎo)自噬的主要機(jī)制包括：(1)抑制絲/蘇氨酸蛋白激酶(silk/threinine protein kinase, Akt)活性及表達(dá)，Akt是一種自噬抑制劑，在正常生理?xiàng)l件下，通過(guò)激活哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)激酶抑制自噬。神經(jīng)酰胺能負(fù)性調(diào)節(jié)磷酸肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt途徑，從而誘導(dǎo)自噬；(2)促進(jìn)自噬相關(guān)基因Beclin 1表達(dá)及功能。神經(jīng)酰胺可直接促進(jìn)Beclin 1基因表達(dá)，也可通過(guò)活化蛋白激酶c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)，抑制Bcl-2與Beclin 1的BH-3結(jié)合，增加Beclin 1表達(dá)，從而誘導(dǎo)自噬產(chǎn)生[9]。

神經(jīng)酰胺作用的下游信號(hào)眾多，包括了多種蛋白激酶和蛋白磷酸酶:蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)、Jun氨基酸末端激酶(C-Jun N-terminal Kinase, JNK)、Ras激酶抑制劑(kinase suppressor of Ras, KSR)、蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1, PP1)和蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A, PP2A)等。神經(jīng)酰胺通過(guò)多種直接或間接機(jī)制來(lái)激活這些靶分子,如神經(jīng)酰胺在富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域結(jié)合并直接激活PKCζ，也可以通過(guò)Rac-1、PKCζ等活化JNK。JNK介導(dǎo)的信號(hào)傳遞通路主要與細(xì)胞生長(zhǎng)抑制及凋亡有關(guān)。ERK(extracellular signal-regulated kinase)介導(dǎo)的途徑主要與細(xì)胞增殖相關(guān)，生長(zhǎng)因子與鞘氨醇等可激活ERK而促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。PP2A可負(fù)調(diào)控PKC、Akt等促生長(zhǎng)激酶，也可通過(guò)抑制Bcl-2等在細(xì)胞凋亡通路中發(fā)揮抗凋亡作用。

神經(jīng)酰胺的代謝與其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)間也存在著密切聯(lián)系。紫外線UVA通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子AP2導(dǎo)致ICAM-1表達(dá)增加，促進(jìn)神經(jīng)酰胺的產(chǎn)生，使其誘導(dǎo)角質(zhì)細(xì)胞凋亡，這些增加的神經(jīng)酰胺又能激活神經(jīng)酰胺從頭合成途徑中的限速酶—絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶，促進(jìn)神經(jīng)酰胺合成[10]。

2.3 調(diào)節(jié)皮膚免疫 皮膚脂質(zhì)在免疫調(diào)節(jié)及炎癥反應(yīng)中起重要作用。最早1948年一項(xiàng)結(jié)核桿菌相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)鞘氨醇具有抗菌特性[11]。Fischer等[12]發(fā)現(xiàn)，鞘氨醇、二氫鞘氨醇和植物鞘氨醇對(duì)一系列革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌(包括大腸桿菌、具核梭桿菌、金黃色葡萄球菌、輕鏈球菌等)具有相似的抗菌活性。他們的研究發(fā)現(xiàn)這些鞘氨醇?jí)A在細(xì)菌細(xì)胞膜內(nèi)堆積并誘導(dǎo)細(xì)菌超微結(jié)構(gòu)的損傷，具體機(jī)制可能與鞘氨醇?jí)A插入細(xì)胞質(zhì)膜(革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌)和外膜內(nèi)部小葉(革蘭氏陰性細(xì)菌)中的極性脂質(zhì)，引起細(xì)菌細(xì)胞膜物理性質(zhì)改變而失去膜功能有關(guān)[12]。

3 與神經(jīng)酰胺代謝相關(guān)的皮膚疾病

神經(jīng)酰胺作為表皮中重要脂質(zhì)，其代謝異常與多種皮膚疾病相關(guān)，包括銀屑病、特應(yīng)性皮炎、痤瘡、常染色體隱性先天性魚(yú)鱗病等。

3.1 銀屑病 目前研究表明銀屑病患者皮膚神經(jīng)酰胺含量及組分均存在異常。Boradzicz等[13]發(fā)現(xiàn)銀屑病患者皮損區(qū)斑塊中神經(jīng)酰胺含量及絲氨酸軟脂酰轉(zhuǎn)移酶(serine Palmitoyltransferase，SPT)蛋白表達(dá)水平較皮損周圍皮膚顯著降低。Nakajima等[14]發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，SPT基因敲除新生小鼠全身皮膚干燥，角質(zhì)層中神經(jīng)酰胺含量顯著減少且其持水能力降低，兩周后小鼠出現(xiàn)銀屑病樣皮損，組織學(xué)表現(xiàn)與銀屑病類似。銀屑病患者皮損部位神經(jīng)酰胺亞型組成也發(fā)生改變，與周圍非皮損皮膚相比，神經(jīng)酰胺EOS、NP和AP含量下降，而銀屑病皮損區(qū)神經(jīng)酰胺的總量沒(méi)有明顯異常[13]。有研究認(rèn)為銀屑病皮損區(qū)中含長(zhǎng)鏈脂肪酸的神經(jīng)酰胺減少，可能與患者皮膚中的干擾素降低了角質(zhì)形成細(xì)胞中長(zhǎng)鏈脂肪酸延長(zhǎng)酶(elongase of long-chain fatty acids, ELOVL)和神經(jīng)酰胺合成酶的mRNA表達(dá)有關(guān)[15，16]。

3.2 特應(yīng)性皮炎(atopic dermatitis, AD) 與健康皮膚相比，AD患者皮損區(qū)角質(zhì)層神經(jīng)酰胺含量及成分組成均發(fā)生顯著改變，且AD的臨床嚴(yán)重程度和神經(jīng)酰胺總量水平呈負(fù)相關(guān)[17]。在AD患者皮損區(qū)，大分子量神經(jīng)酰胺亞型含量減少而小分子量神經(jīng)酰胺亞型含量增多[18]。Macheleidt等[19]發(fā)現(xiàn)，健康人群表皮中與蛋白結(jié)合的ω-羥基神經(jīng)酰胺重量占與蛋白質(zhì)結(jié)合總脂質(zhì)的46%～53%，而AD患者皮損和非皮損區(qū)域的ω-羥基神經(jīng)酰胺重量?jī)H10%～25%和23%～28%。

3.3 痤瘡 痤瘡患者皮膚中神經(jīng)酰胺含量亦存在異常。Pappas等[20]針對(duì)7例男性青少年痤瘡患者和10名正常男性青少年的臨床觀察研究發(fā)現(xiàn)為適應(yīng)冬季溫度、濕度和紫外線的改變，健康皮膚可產(chǎn)生更高水平的神經(jīng)酰胺NH和AH，而痤瘡累及皮膚中NH、AH及EOS和EOH含量較健康皮膚中含量減少。

3.4 常染色體隱性先天性魚(yú)鱗病 常染色體隱性先天性魚(yú)鱗病主要包括：小丑魚(yú)鱗病、板層魚(yú)鱗病和先天性魚(yú)鱗病樣紅皮病，都是由于ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)A12(ATP binding cassette transporter A12, abca12)基因突變引起[21]?；騛bca12突變導(dǎo)致神經(jīng)酰胺等脂質(zhì)運(yùn)輸障礙，角化套膜形成障礙，皮膚屏障結(jié)構(gòu)所損[22]。Akiyama等[23]發(fā)現(xiàn)，攜帶abca12基因突變的小丑魚(yú)鱗病患者角質(zhì)細(xì)胞中葡萄糖神經(jīng)酰胺聚集于細(xì)胞核周圍，無(wú)法達(dá)到細(xì)胞質(zhì)外部區(qū)域，而與健康皮膚相比，這些患者表皮中葡萄糖神經(jīng)酰胺的定位更分散。板層魚(yú)鱗病患者皮膚中神經(jīng)酰胺成分改變且神經(jīng)酰胺/膽固醇比率顯著降低[24]。在大皰性魚(yú)鱗病樣紅皮病動(dòng)物模型中，角蛋白-10缺陷的小鼠出現(xiàn)表皮神經(jīng)酰胺1、3、4、5占角質(zhì)層脂質(zhì)總量比例減少，而神經(jīng)酰胺2的含量增加[13]。

3.5 其他皮膚病 還有其他一些較為罕見(jiàn)皮膚疾病亦可出現(xiàn)神經(jīng)酰胺代謝異常，括Dorfman-Chanarin綜合征[25]、Sj?gren-Larsson綜合征、角膜炎-魚(yú)鱗病-耳聾綜合征、Gaucher病、Netherton綜合征、少汗型外胚層發(fā)育不良、Niemann-Pick病、Fabry病及Farber病[13,26]等。

4 神經(jīng)酰胺與護(hù)膚品

神經(jīng)酰胺(50%)、脂肪酸(10%～20%)與膽固醇(25%)是細(xì)胞間脂質(zhì)的主要成分，其含量、比例的改變都會(huì)導(dǎo)致皮膚屏障功能的損傷，較多化妝品已經(jīng)將神經(jīng)酰胺用作成分之一。諸多研究提示這類化妝品有助于上述一些疾病的臨床治療，但對(duì)于不同疾病，不同脂質(zhì)配比的選擇目前仍缺乏相關(guān)研究及文獻(xiàn)報(bào)道?，F(xiàn)已被用于化妝品的神經(jīng)酰胺類型包括神經(jīng)酰胺1、1A、2、3、6II、AP、EOS、EOP、NP和NS[27,28]。

傳統(tǒng)保濕劑通過(guò)滯留皮膚表面來(lái)達(dá)到保濕作用，神經(jīng)酰胺通過(guò)減少TEWL及促皮膚屏障修復(fù)等生理功能發(fā)揮效應(yīng)。神經(jīng)酰胺作為角質(zhì)層重要生理脂質(zhì)，在角質(zhì)層中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提升皮膚電導(dǎo)率及鎖水功能。其次，神經(jīng)酰胺增加角質(zhì)層厚度，提高皮膚持水能力，增加皮膚彈性。此外，神經(jīng)酰胺能降低皮膚炎癥，促進(jìn)皮膚屏障修復(fù)，維持皮膚功能的穩(wěn)定。

含有不同類型神經(jīng)酰胺的護(hù)膚品能夠改善AD患者的皮膚含水量。Lynde等[29]在一項(xiàng)隊(duì)列研究中評(píng)估了男性、女性和兒童AD患者每天兩次使用含有神經(jīng)酰胺潔面乳和保濕霜的有效性,6周后所有組別的SCORAD評(píng)分(特應(yīng)性皮炎評(píng)分)都有顯著改善。Del Rosso等[30]研究發(fā)現(xiàn)，使用含有神經(jīng)酰胺類似物的保濕防曬乳可降低痤瘡患者經(jīng)皮水分丟失，改善角質(zhì)層含水量，減少異維A酸治療過(guò)程中的一些皮膚刺激癥狀。

目前有一些護(hù)膚品相關(guān)法規(guī)規(guī)定了神經(jīng)酰胺在護(hù)膚品中的安全使用濃度。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局備案的化妝品中，神經(jīng)酰胺3濃度范圍為1.0×10-8%～0.2%，0.2%常用于唇膏和面頸部護(hù)理，神經(jīng)酰胺2濃度范圍多為5×10-6%～0.2%，眼霜和面頸部護(hù)理產(chǎn)品使用濃度多為0.2%，其他類型神經(jīng)酰胺添加濃度范圍大多類似。韓國(guó)化妝品行業(yè)委員會(huì)數(shù)據(jù)中液體狀化妝品中神經(jīng)酰胺常用濃度為0.01 g/100 g～0.3 g/100 g，而乳膏狀化妝品中常用濃度為 0.01 g/100 g～0.7 g/100 g。目前未檢索到神經(jīng)酰胺毒性動(dòng)力學(xué)、急性和重復(fù)劑量毒性、遺傳毒性、致癌性、生殖和發(fā)育毒性相關(guān)報(bào)道。但亦需關(guān)注過(guò)敏的可能，有研究報(bào)道了一例神經(jīng)酰胺誘導(dǎo)的過(guò)敏性接觸性皮炎，一例22歲女性對(duì)一種2型神經(jīng)酰胺類似物(濃度為0.25%和0.5%)的斑貼實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性[31]。

綜上所述，神經(jīng)酰胺作為角質(zhì)層細(xì)胞間脂質(zhì)的主要成分，對(duì)于維持細(xì)胞屏障功能至關(guān)重要。另外，神經(jīng)酰胺還參與細(xì)胞自噬、炎癥反應(yīng)以及皮膚免疫反應(yīng)等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程。隨著對(duì)于神經(jīng)酰胺認(rèn)識(shí)的不斷深入，基于其重要的生物學(xué)效應(yīng)，較多護(hù)膚品已經(jīng)將其用作成分之一，有效輔助皮膚病的治療以及日常皮膚的護(hù)理。