Cell：衰⽼“帮凶”竟然是携带长链神经酰胺的外泌体
众所周知，细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs），包括外泌体和微泡，通过内吞作⽤和
膜融合将蛋⽩质、脂质和微⼩RNA递送⾄靶细胞，从⽽在细胞间通讯中发挥作⽤。这些囊泡富
含神经酰胺，⽽神经酰胺是⼀种与促进细胞衰⽼和凋亡有关的鞘脂。来⾃奥古斯塔⼤学佐治医
学院的研究团队1⽉9号发表在Cell上的⼀篇名为“Very Long-Chain C24:1 Ceramide Is
Incread in Serum Extracellular Vesicles with Aging and Can Induce Senescence in Bone-
Derived Menchymal Stem Cells”的⽂章表明，神经酰胺⽔平升⾼与⽼年⼈⼼⾎管健康和记忆
障碍不良有关，数据表明携带C24：1神经酰胺的循环EV可能直接导致细胞⾮⾃主衰⽼。
该⽂章研究了来⾃较年轻（24-40岁）和年龄较⼤（75-90岁）的⼥性和年轻（6-10岁）以及较
⼤（25-30岁）恒河猴的⾎清外泌体的神经酰胺谱，以确定循环神经酰胺在衰⽼过程中的作⽤。
使⽤尺⼨排阻⾊谱法分离EV。蛋⽩质组学分析⽤于验证来⾃Exocarta的已知外泌体标记物，纳
⽶颗粒跟踪分析⽤于表征颗粒⼤⼩和浓度。脂质组学分析鉴定特异性神经酰胺物种。结果显
⽰，与年轻⼥性相⽐，来⾃⽼年⼥性的EV中C24：1神经酰胺的平均量显着增加。与较年轻的猴
⼦相⽐，在较⽼的猴⼦中，⾮⼈灵长类动物⾎清样品中的结果相似，C24：1神经酰胺的量增
加。体外研究表明，原代⾻源性间充质⼲细胞（BMSCs）容易内吞⾎清EVs，装载C24：1神经
酰胺的⾎清EV可诱导BMSC衰⽼。
研究思路
Figure 1：图1.（2种留⼀个）新⽼EV的隔离和表征。（A）使⽤尺⼨排阻⾊谱（SEC）或8％聚
⼄⼆醇（PEG）分离的单个⼈⾎清EV样品的肽谱匹配。来⾃SEC分离的前两个EV级分（F1 /
F2）显⽰与PEG分离相⽐更多数量的已知EV标记。（B）Zetaview对年轻(25-40岁)和⽼年(75-
90岁)的Caucasian⼥性供体⾎清EV颗粒⼤⼩进⾏量化。（C）从年轻和年长⼥性的⾎清中分离
的EV的神经酰胺脂质组学谱（n = 5 /年龄组）。注意，来⾃⽼年⼥性的EV⾼度富含C24：1神经
酰胺。（D）来⾃恒河猴的EV的等级转化的C24：1神经酰胺值的盒须图。显⽰来⾃⽼年猴⾎清
（n = 8）的EV与从较年轻的猴分离的⾎清EV相⽐，C24：1神经酰胺显着增加（n = 8）。将值
转换为等级，并以年龄为因⼦进⾏单因素⽅差分析。
Figure 2：PKH67标记的⾎清EV被⼈⾻髓间充质⼲细胞内吞。⽤共聚焦显微镜观察PKH67（绿
⾊，左和右列）标记的EV的细胞内吞。细胞以⾼（A，40×）和低（B，20x）的放⼤率显⽰。
⽤未标记的（⽆PKH67染料）处理的细胞的图像做为对照（CON）。蓝⾊染⾊代表核DAPI染
⾊。
Figure 3：装载有C24：1神经酰胺的EV诱导细胞衰⽼。（A）单独去离⼦⽔（DIW)，DIW +
EV，DIW + C24：1神经酰胺和装载有C24：1神经酰胺的DIW + EV的脂质组分。（B）β-gal的
染⾊表明⽤C24:1装载神经酰胺的EV处理的BMSC中的衰⽼增加。
Figure 4：中性鞘磷脂酶（nSMa2）表达在⼩⿏肝脏中随着年龄显着增加。 qPCR结果显⽰
相对于CerS2表达，⼩⿏肝脏中nSMa2表达随年龄显着增加（每个年龄组n = 4，误差=SEM), nSMa2通过sphingomyelin⽔解⽣成C24:1神经酰胺。
结论
本实验结果显⽰：来⾃⽼年⼈的EV在长链C24：1神经酰胺中⾼度富集。循环细胞外囊泡的浓度
似乎实际上随着年龄的增长⽽下降，表明EV衍⽣的神经酰胺的增加可能与EV⽣物发⽣的年龄相
关的增加⽆关。C24：1神经酰胺在⽼年⼈⾎清中也显着升⾼，⼼⾎管健康⽔平较低，⼼⾎管疾
病风险较⾼，记忆障碍。另外的研究表明，C24：1神经酰胺对于调节细胞衰⽼和诱导细胞凋亡
很重要。神经酰胺还可以通过阻断Akt和抑制mTor信号传导来抑制各种器官和组织中的合成代谢
活性。最后，还发现神经酰胺下调氨基酸转运蛋⽩。这代表了另⼀种机制，通过这种机制，与年龄相关的神经酰胺积累可能有助于细胞⾮⾃主衰⽼，基本上通过“饥饿”细胞死亡。所有这些研究都指出神经酰胺积累对细胞合成代谢和细胞存活的⾼度不利影响。最近的⼀项研究也强调了这⼀点，脂肪因⼦脂联素通过细胞外囊泡刺激神经细胞从细胞中流出，从⽽促进细胞保护和存活。
CerS2是通过novo途径合成长链C24：1神经酰胺的主要合成酶，⽽nSMa2主要通过⽔解鞘磷脂sphingomyelin参与神经酰胺的⽣成。⽂章数据显⽰nSMa2表达随着年龄的增长⽽增加，循环EV中C24：1神经酰胺的升⾼部分原因是nSMa2对鞘磷脂⽔解的增加。以前的研究表明，活性氧和炎性细胞因⼦可以诱导nSMa2表达和长链神经酰胺的产⽣。ROS，TNFα和IL-6也随着年龄的增长⽽增加，并且衰⽼也与nSMa2的表达升⾼有关。许多潜在的药理学⽅法可以抑制暴露于ROS或炎性细胞因⼦的神经酰胺合成，例如直接⽤cambinol或其类似物阻断nSMa2活性。这些观察结果表明，长链的神经酰胺以及较短的神经酰胺可能会代表着治疗和预防各种年龄相关病症的潜在治疗靶点。
