鞘氨醇激酶1； SPHK1

HGNC 批准的基因符号：SPHK1

细胞遗传学位置：17q25.1 基因组坐标（GRCh38）：17:76,383,204-76,387,855（来自 NCBI）

▼ 说明

1-磷酸鞘氨醇（SPP）是一种新型脂质信使，具有细胞内和细胞外功能。在细胞内，它调节增殖和存活；在细胞外，它是 EDG1（601974） 的配体。各种刺激通过激活鞘氨醇激酶（SPHK）（催化鞘氨醇磷酸化的酶）来增加 SPP 的细胞水平。 SPHK 的竞争性抑制剂可阻断 SPP 的形成，并选择性抑制由多种因子诱导的细胞增殖，包括血小板衍生生长因子（例如 173430）和血清（Kohama 等人总结，1998）。

▼ 克隆与表达

小滨等人（1998） 鉴定了编码 2 种形式 Sphk1 的小鼠 cDNA，他们将其命名为 Sphk1a 和 Sphk1b。由于推导的蛋白质仅在 N 末端有几个氨基酸不同，作者认为相应的 mRNA 可能是通过选择性剪接产生的。小滨等人（1998） 还通过组装几个人类 EST 的序列确定了假定的人类 SPHK 序列。哺乳动物 SPHK 蛋白和其他生物体 SPHK 的序列比较确定了 5 个高度保守的区域。对小鼠成年组织的 Northern 印迹分析显示 Sphk1 普遍表达，其中在肺和脾中表达水平最高。

使用基于与小鼠 Sphk1 同源的 EST 的 PCR 引物，Pitson 等人（2000） 从脐静脉 cDNA 文库中扩增了编码人 SPHK1 的全长克隆。推导的 384 个氨基酸蛋白的计算分子量约为 42.5 kD，与小鼠蛋白具有约 81% 的氨基酸一致性。它包含一个 N 末端肉豆蔻酰化信号、2 个钙/钙调蛋白结合基序以及几个丝氨酸/苏氨酸激酶的磷酸化位点。

梅伦德斯等人（2000） 和纳瓦等人（2000） 还根据 SPHK1 与小鼠同源物的相似性鉴定了 SPHK1。梅伦德斯等人（2000） 对含有 SPHK1 的 EST 克隆进行了测序，并鉴定了几个系统发育保守区域，包括接近 GGKGK 序列的可能的 β 转角和卷曲结构，该结构可能是 ATP 结合位点的一部分。 Northern印迹分析在所有检查的组织中检测到2.4-kb转录物，其中在肺和脾中水平最高，在外周血白细胞、胸腺和肾脏中水平中等，在脑和心脏中水平较低，在骨骼肌、结肠、肝脏、小肠和胎盘。纳瓦等人（2000） 从肾细胞库中克隆了 SPHK1。通过 Northern 印迹分析，他们鉴定出大多数组织都表达的 1.9 kb 转录物，其中在肝脏、心脏和骨骼肌中表达量较高。

▼ 基因功能

小滨等人（1998） 证明重组小鼠 Sphk1 可以特异性磷酸化 D-赤型鞘氨醇，并且 D,L-苏型二氢鞘氨醇和 N,N-二甲基鞘氨醇可以作为重组 Sphk1 的竞争性抑制剂。

皮特森等人（2000） 发现重组 SPHK1 和从胎盘纯化的内源 SPHK1 具有相同的酶学特征，表明翻译后修饰不会影响功能特性。两者的最适 pH 值为 7.4，对 ATP 具有相同的亲和力，在 Mg（2+） 存在下具有最大活性，并且与其他鞘氨醇衍生物相比，更优选 D-赤型-鞘氨醇和 D-赤型-二氢鞘氨醇作为底物。酸性磷脂增加了底物磷酸化的速率，而钙/钙调蛋白则没有影响。

夏等人（2002） 发现 SPHK1 介导 TRAF2（601895） 激活。他们指出，TRAF2 不包含内在催化活性，并且蛋白质-蛋白质相互作用对于 TRAF2 介导的核因子 kappa-B（NFKB；参见 164011）或 JNK（参见 MAPK8；602896）的激活至关重要。通过过表达和免疫共沉淀、下拉分析和突变分析，他们鉴定了 SPHK1 内的特定 TRAF2 结合区域。在报告基因检测中，SPHK1 或 TRAF2 的过表达增加了 NFKB 依赖性基因的活性，而使 SPHK1 激酶功能失活的点突变导致 TRAF2 结合不减弱，但阻断了 NFKB 激活。野生型 SPHK1 的过表达对 JNK 激活没有影响。

Hayashi 等人使用酵母 2-杂交和免疫共沉淀分析（2002） 证实人类 RPK118（RPS6KC1; 617517） 的 PSK2 结构域与 SPHK1 相互作用。共聚焦显微镜证明 RPK118 与 SPHK1 在转染的 COS-7 细胞的早期内体中共定位。林等人（2002） 得出结论，RPK118 是一种 SPHK1 结合蛋白，可能参与将 SPP 介导的信号传递到细胞中。

Maceyka 等人使用小鼠基因的酵母 2 杂交筛选（2004） 将 Acy1（104620） 鉴定为 Sphk1 相互作用蛋白。将两种基因共转染至 HEK293 细胞中显示两种蛋白质发生共免疫沉淀。 Acy1 的 C 端片段抑制 Sphk1 的增殖和抗凋亡作用，而全长 Acy1 则增强其作用。 Acy1 似乎还诱导 Sphk1 重新分布到质膜上。研究结果表明 Acy1 影响 Sphk1 的细胞定位和活性。

阿尔瓦雷斯等人（2010） 表明，SphK1 和 1-磷酸鞘氨醇（S1P；参见 601974） 的产生对于 RIP1 赖氨酸 63 连接的多泛素化、I-kappa-B 激酶（参见 600664）和 I-kappa- 的磷酸化是必需的。 B-α（164008） 和 I-kappa-B-α 降解，导致 NF-kappa-B 激活。这些反应由细胞内 S1P 介导，孤立于其细胞表面 G 蛋白偶联受体。 S1P 特异性结合 TRAF2 N 端 RING 结构域并刺激其 E3 连接酶活性。在泛素结合酶（E2） UbcH13 或 UbcH5a 存在的情况下，S1P（而非二氢-S1P）在体外显着增加重组 TRAF2 催化的赖氨酸 63 连接（而非赖氨酸 48 连接）RIP1 多泛素化（602961） 。阿尔瓦雷斯等人（2010） 得出结论，TRAF2 是 S1P 的一个新的细胞内靶标，并且 S1P 是 TRAF2 E3 泛素连接酶活性缺失的辅助因子，这表明了调节赖氨酸 63 连接的多泛素化的新范例。这些结果还强调了 SphK1 及其产物 S1P 在 TNF-α 信号转导以及在炎症、抗凋亡和免疫过程中重要的经典 NF-kappa-B 激活途径中的关键作用。

▼ 测绘

梅伦德斯等人（2000） 根据与对应到该区域的 EST 的序列一致性，将 SPHK1 基因对应到染色体 17q25.2。

▼ 动物模型

淋巴细胞需要 1-磷酸鞘氨醇（S1P） 受体 1（601974） 才能离开淋巴器官。 Pappu 等人通过使用小鼠，其中产生 S1P、SPHK1 和 SPHK2（607092） 的 2 种激酶被有条件地消除（2007） 发现血浆 S1P 主要来源于造血，红细胞是主要贡献者，而淋巴 S1P 来自不同的抗辐射来源。在激酶缺陷小鼠中，从胸腺和次级淋巴器官流出的淋巴细胞显着减少。将 S1P 恢复到血浆可挽救其进入血液，但不能进入淋巴液，并且挽救需要淋巴细胞表达 S1P 受体 1。因此，帕普等人（2007） 得出结论，不同的来源向血浆和淋巴液提供 S1P，以帮助淋巴细胞退出淋巴器官的低 S1P 环境。帕普等人（2007） 提出，S1P 信号传导的破坏是 S1P 受体 1 激动剂发挥免疫抑制剂作用的一种合理机制。

卡默勒等人（2009） 发现血浆中选择性缺乏 S1P 的小鼠（Pappu et al., 2007） 在过敏反应、给予血小板激活因子（PAF；参见 173393） 或组胺或暴露于相关炎症挑战后，表现出血管渗漏增加和生存受损。渗漏增加与小静脉内皮细胞间隙增加有关，并且可以通过输注野生型红细胞（恢复血浆 S1P 水平）或通过 S1pr1 激动剂急性治疗来逆转。 S1pr1 激动剂不能保护野生型小鼠免受 PAF 诱导的渗漏。然而，Par2（F2RL1；600933） 的激动剂可保护野生型小鼠免受 PAF 诱导的渗漏，并且在用百日咳毒素进行全身治疗后，这种保护作用消失。卡默勒等人（2009） 提出血液通过血浆 S1P 与血管连通以维持血管完整性。

水岸等人（2007）表明，妊娠期间小鼠蜕膜中的鞘脂代谢途径被高度激活，并且通过破坏 Sphk 基因来干扰该途径会导致蜕膜化缺陷，严重损害子宫血管，导致早期妊娠流产。 Sphk 缺陷（Sphk1 -/- Sphk2 +/-） 雌性小鼠在怀孕子宫中表现出二氢鞘氨醇和鞘氨醇的大量积累以及磷脂酰乙醇胺水平的降低。这些小鼠的蜕膜细胞死亡增加，未分化基质细胞的细胞增殖减少，蜕膜血管大量破裂，导致子宫出血和早期胚胎死亡。水岸等人（2007） 得出结论，鞘脂代谢调节适当的子宫蜕膜化和血管稳定性。

▼ 历史

Puneet 等人的文章（2010） 关于 SphK1 在内毒素信号传导和脓毒症诱导的炎症反应中发挥关键作用的论文因图形和文本不规则而被撤回。新加坡国立大学的一项调查得出的结论是，作者阿里里奥·梅伦德斯（Alirio Melendez） 对这些违规行为负全部责任。