全 文 ：第23卷 第6期
2011年6月
Vol. 23, No. 6
Jun., 2011
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
文章编号：1004-0374(2011)06-0583-09
鞘糖脂研究进展
王艳萍，王　征，朱　健，俞云会，许秀坤，李云森*
(苏州大学生物医学研究院，苏州 215123)
摘　要：鞘糖脂位于细胞膜脂质双分子层，是哺乳动物细胞膜上的必需组成成分之一，参与细胞的多种生
物学活动，其生物学功能非常复杂。在免疫应答、细胞发育、细胞识别及分化中都发挥重要的作用。组织
器官中鞘糖脂的异常表达往往与各种疾病具有明显的相关性。因此鞘糖脂的结构表征、构效关系研究以及
与之相关的鞘糖脂生物合成及分解代谢途径的研究已成为近年来的热点问题。最近研究也表明鞘糖脂在疾
病的发生发展及治疗过程中都具有至关重要的作用。对鞘糖脂的结构与功能的关系、糖脂的合成代谢以及
糖脂的分离分析方法作一综述。
关键词：鞘糖脂；分离分析；功能；疾病；合成代谢
中图分类号： 文献标志码：A
Progress in study of glycosphingolipids
WANG Yan-Ping, WANG Zheng, ZHU Jian, YU Yun-Hui, XU Xiu-Kun, LI Yun-Sen*
(Institutes of Biology and Medical Sciences, Soochow University, Suzhou 215123, China)
Abstract: Glycosphingolipids locate in the bilayer lipid membrane. They are important compositions of the mem-
brane of mammals. Their biological function is very complex. They play important roles in the immune response,
cell growth, cell recognition, differentiation, etc. The abnormal expressions of glycosphingolipids in various tissues
often have obvious associations with diverse diseases. Therefore, structure characterization, QSAR studies, biosyn-
thesis and catabolic pathways of glycosphingolipids have become hot issues in recent years. And the up-to-date stu-
dies have shown that glycosphingolipids play an crucial role in the development and treatment of diseases. The cur-
rent papers about structure, function, biosynthesis and metabolism of glycosphingolipids are summarized.
Key words: glycosphingolipids; separation and characterization; function; diseases; biosynthesis and metabolism
收稿日期：2011-01-28
基金项目：国家自然科学基金项目(31000370)
*通信作者：E-mail: yunsenli@suda.edu.cn
糖脂 (glycolipids) 是糖类通过其还原末端以糖
苷健的形式与脂类结合在一起形成的化合物的总
称，广泛分布于动物，高等植物的花、果、叶，藻
类和微生物等生物体中，是细菌到人类细胞膜结
构的重要组成部分。糖脂的种类比较多，根据不
同类型糖脂结构的不同，其在生物体中的作用有
所不同，其中研究得较为深入和广泛的是糖鞘脂
(glycosphingolipids)。近年来，随着生物化学和分子
生物学等的发展，以及新型分离分析技术的涌现，
鞘糖脂的结构、功能及应用研究都取得了很大的进
步，本文将依次从鞘糖脂的结构与功能、疾病的关
系，糖脂的分离分析技术以及鞘糖脂的生物合成代
谢等方面对近年来的研究进展作详细的总结。
1　鞘糖脂的结构及生物代谢
1.1　鞘糖脂的结构
鞘糖脂由一个神经酰胺的骨架与一个或多个糖
基连接形成 ( 图 1)，主要包含疏水的脂肪链以及亲
水的糖链两部分，以便其在嵌入细胞膜脂双层的同
时将糖链构成的极性端伸向细胞质膜外，从而成为
细胞表面具有生物活性的标志。鞘糖脂的神经酰胺
部分由神经鞘氨醇和脂肪链组成，而糖链的组成较
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复杂，所含基团有 D- 葡萄糖、D- 半乳糖、D- 乙酰
氨基葡萄糖、D- 乙酰氨基半乳糖、L- 岩藻糖、D-
甘露糖及唾液酸 (SA) 等。根据糖链组成的不同可
将鞘糖脂分为三类：仅含一个糖基的脑苷脂，不含
唾液酸的非硫酸化的中性鞘糖脂以及含有唾液酸或
/ 且被硫酸化的酸性鞘糖脂。其中脑苷脂可被硫酸
化成硫苷脂，而结构复杂的中性或酸性鞘糖脂可由
多个单糖组成糖链。鞘糖脂的组成、结构和分布具
有组织专一性和专属性，它们大多数作为细胞膜的
组成成分存在于动物组织、海绵和真菌中。虽然某
些植物中也含有一些鞘糖脂，但总体来看鞘糖脂在
植物界中的分布并不普遍。另外，神经节苷脂在神
经系统中的含量尤为丰富。
1.2　鞘糖脂的生物合成
根据其核心结构不同，鞘糖脂主要分为 Gala-、
Globo(Gb)-、isoglobo(iGb)-、Ganglio(Gg)-、lacto(Lc)-、
Neolacto(nLc)-、Arthro(Ar)- 以及 Mollu(MI)- 等 8 类。
不同类型的鞘糖脂都各自具有不同的合成路径及合
成酶。
1.2.1　中性鞘糖脂
中性鞘糖脂是指不含唾液酸的鞘糖脂，其生物
合成是通过在神经酰胺分子上顺序添加单糖而合成
寡糖链，并且该过程是于真核细胞的内质网和高尔
基体中进行的。神经酰胺是鞘糖脂和鞘磷脂的共同
母体，是合成鞘糖脂的前提基础，其在内质网膜中
的形成过程如图 2 所示。
神经酰胺形成以后，在高尔基体中一系列糖基
转移酶的催化作用下进行糖基化反应，生成系列相
关中性鞘糖脂，生物体中主要的中性鞘糖脂合成途
径及相关合成酶如图 3 所示 [1]。
1.2.2　酸性鞘糖脂
酸性鞘糖脂是指含一个或者多个唾液酸的鞘糖
脂，其中神经节苷脂 (gangliosides) 是酸性鞘糖脂中
的重要成员，主要存在于神经组织、脾脏与胸腺中。
图 4 是以神经节苷脂 (gangliosides) 为代表的酸性鞘
图1 鞘糖脂结构
图2 神经酰胺在内质网中形成过程
图3 鞘糖脂生物合成路径
王艳萍，等：鞘糖脂研究进展第6期 585
糖脂的常见生物合成路径 [2]。
1.3　鞘糖脂分解代谢
1.3.1　溶酶体途径
鞘糖脂的分解代谢主要发生在包涵体和溶酶体
中，这是一个逐步进行的有序的过程。首先，鞘糖
脂要到达包涵体、溶酶体，其中有许多种不同的途
径，对于一些比较大的结构，比如含有许多糖脂的
衰老细胞，可以由巨噬细胞等吞噬到胞内；或者通
过受体介导的细胞内吞作用，由低密度脂蛋白 (LDL)
将糖脂运输到胞内。在大多数细胞中，还有一种重
要的方式，就是细胞膜的内吞作用 [3-4] ：聚集了大
量鞘糖脂的一部分细胞膜发生内陷，进入胞质后融
合形成早期的内涵体，在这里早期内涵体经过筛选，
大部分确定要分解的糖脂就会通过小囊泡运输到达
溶酶体，而一小部分需要再利用的鞘糖脂则会逃离
溶酶体的分解途径，直接进入鞘糖脂的合成途径 [5-7]。
进入到溶酶体的鞘糖脂的糖链部分，会从非还原性
末端逐个由糖苷外切酶水解释放出来。与糖链合成
酶不同，糖链水解酶不会结合在膜上，但是它们的
作用底物鞘糖脂都是结合在膜上的，所以糖链的水
解需要特异性鞘糖脂激活蛋白 (SAPs) 来协助糖苷
酶与它们的作用底物进行反应。现在已知的有五种
SAPs：saposin-A、-B、-C、-D 和 GM2-activator protein，
在体外实验中，这些蛋白的作用可由去污剂代替。
在溶酶体中，葡糖神经酰胺会被葡糖脑苷脂酶
(GBA1) 降解为神经酰胺和葡萄糖，然后神经酰胺
则被酸性神经酰胺酶分解为神经鞘氨醇和脂肪酸。
神经鞘氨醇可以经过再酰化作用生成神经酰胺或者
作为 1- 磷酸鞘氨醇 (S1P) 合成酶的底物合成 S1P。
1.3.2　非溶酶体途径
非溶酶体途径的鞘糖脂分解代谢常常与信号
转导有关，代谢产物可以作为信号分子参与信号
通路的调节。目前，对非溶酶体途径的鞘糖脂分
解代谢的报道尚不多见。最近，GBA2 葡糖苷酶被
认为可能会参与非溶酶体途径的鞘糖脂分解代谢。
该糖苷酶对抑制剂 CBE 不敏感，且在中性条件下
具有最强活性。在表达 GBA2 的细胞培养液中加
入带有荧光的作用底物，可以观察到瞬间的 GBA2
活性，这表明 GBA2 可能锚定在细胞膜的外侧。
与溶酶体分解代谢途径不同，荧光标记的葡糖神
经酰胺被 GBA2 分解后产生的神经酰胺迅速地又
生成了神经鞘磷脂，而不是继续分解成为神经鞘
氨醇与脂肪酸，这说明 GBA2 与 SMS2 相伴而生 [8-9]。
另外，lactasephlorizin hydrolase(LPH，family 1) 是一
种对 CBE 敏感的 β- 葡糖苷酶，它结合在细胞膜的
外侧，并且只表达于肠道微绒毛的上皮细胞，因此
LPH 很可能是在肠道内消化食物中的鞘糖脂，这也
被视为非溶酶体途径的鞘糖脂分解代谢。 LPH 能
够水解半乳糖神经酰胺、乳糖神经酰胺、葡糖神经
酰胺等 , 但却不能水解 GM1。
1.3.3　分解代谢的调节
鞘糖脂的分解代谢与人们的健康有着非常大的
关联，在鞘糖脂分解代谢中任何一个阶段的微小的
异常都会导致疾病的发生。而调控整个分解代谢网
络的就是各种分解酶，当这些酶出现异常时，就会
出现各种疾病。例如，大多数的异常鞘糖脂代谢病
人存在 GBA1 的基因缺陷，属于Ⅰ类代谢病。在这
些病人当中，GBA1 的作用底物葡糖神经酰胺有选
择性的只在组织巨噬细胞中积累，这些细胞被称为
Gaucher细胞。大量Gaucher细胞出现在各种组织中，
与周围的吞噬细胞一起不断分泌一些水解酶和细胞
因子，如 chitotriosidase 和 CCL-18，就会导致病人
出现肝脾肿大、各类血细胞减少、骨骼恶化等临床
症状 [10-11]。目前，许多糖脂分解相关酶的小分子抑
制物或伴侣分子作为研究工具被广泛应用，其具有
治疗糖脂相关疾病的潜在价值。
2　鞘糖脂的主要功能
鞘糖脂作为细胞膜不可缺少的组成部分，其生
图4 神经节苷脂生物合成路径
生命科学 第23卷586
物学功能非常复杂。在免疫应答、细胞发育、细胞
识别及分化中都发挥重要的作用。目前对鞘糖脂的
功能研究主要集中在以下几个方面：影响细胞活性、
影响细胞的黏附分化、影响细胞耐药性、影响疾病
的发展与转移等。下面将对中性鞘糖脂和酸性鞘糖
脂近年来的相关功能研究分别作一总结。
Zhao 等 [12] 通过细胞毒性实验发现肝癌中异常
表达的岩藻糖基化中性鞘糖脂对 NK 细胞和 LAC
细胞对肿瘤细胞的杀伤活性有明显的抑制作用。
Zhang 等 [13] 发现岩藻糖链可以促进肝癌细胞对层黏
蛋白 (Ln) 和纤连蛋白 (Fn) 的黏附作用；岩藻糖基
化的中性鞘糖脂 lewisy 与人乳腺癌 RMG-1 细胞系
的生存生长增殖以及卵巢癌细胞黏附的生物学行为
有关 [14-15]，过表达的 lewisy 促进乳腺癌细胞系生存
生长繁殖。此外 Wu 等发现岩藻糖链如 lewisx 可以
促进肝癌的发展与转移 [16]，作为 DC-SIGN 的高亲
和力配体，Lewisx 可能有促使 T 细胞向 Th2 细胞方
向分化的作用 [17-19]。Liu 等 [19] 研究发现鞘糖脂，尤
其是 globo 系列的鞘糖脂 (Gb3 和 Gb4)，可以通过
活化 cSrc 激酶以及降低 β 连环蛋白信号通路上调
MDR1 的表达而促进肿瘤细胞耐药。此外，近年来
大量的研究表明，不同类型的鞘糖脂可以作为 NKT
细胞的外源性或内源性配体，NKT 细胞经其活化后
能够分泌 IFN-γ、IL-4 和 IL-13 等多种细胞因子，
在抗肿瘤、抗病毒感染、自身免疫耐受和自身免疫
性疾病中发挥着重要作用：一种来源于海洋生物海
绵提取物的糖脂类物质——α- 半乳糖神经酰胺
(α-galactosylceramide，α-GalCer) 具 有 直 接 激 活
NKT 细胞的能力，是公认的 NKT 细胞外源性配体，
同时大量动物实验也证实了 α-GalCer 在抗肿瘤及调
节自身免疫性疾病过程中的积极作用；近来，Zhou
等 [20-21] 的研究报道表明鞘糖脂 iGb3 是 NKT 细胞的
内源性配体，并进一步研究发现其经 CD1d 分子提
呈给 NKT 细胞来刺激 NKT 细胞产生免疫应答。
同样，酸性鞘糖脂的生物学功能近年来也得到
了深入的研究，并取得了大量的成果。有研究报道
酸性鞘糖脂糖链的末端唾液酸残基对肿瘤细胞黏附
至 Ln 及细胞趋化性侵袭至为重要，而且是肿瘤细
胞黏附至人脐静脉内皮细胞以及趋化性迁移的关键
性残基 [13]。此外 Slex 还在小鼠胚泡植入以及在胚泡
和子宫内膜的识别过程中也发挥重要作用 [22]，
Zhang 等 [23] 通过转染合成 Slex 的 FUT7 基因入昆明
鼠中上调 Slex 的表达，发现 Slex 具有增强胚胎植入
的作用。Nakamura 等 [24] 发现在人髓性白血病细胞
系 HL60 向单核细胞与粒细胞分化的过程中出现了
GM3 和 NeuAc-nLC 的表达的变化，当 HL60 向单
核细胞分化时，GM3 明显上调，NeuAc-nLC 表达
下降；而当其向粒细胞分化时，GM3 和 NeuAc-
nLC4 的表达与之前相反，表明 GM3 和 LC3 可能
是决定人骨髓细胞分化方向的最重要的决定簇之
一。新近的研究使用更精确的检测方法发现 ganglio
系列的鞘糖脂，如 GM3、GM1、GM2 等在人胚胎
干细胞的分化后均明显上调 [25]。
另外，鞘糖脂中神经酰胺是作为细胞信号通路
的第二信使存在，可以调节细胞分化、衰老、死亡。
通过体内和体外纳米脂质体神经酰胺抗血管生成及
其抗肿瘤药效的测定，发现其可以抑制血管发生并
诱导肿瘤细胞凋亡，可以在无胸腺小鼠体内抑制肝
癌细胞的生长 [26-28]。
3　鞘糖脂与疾病的关系
鞘糖脂之所以与多种疾病都存在一定的关联是
由鞘糖脂功能的多样化引起的。目前对疾病组织中
鞘糖脂的类别及含量变化的研究发现，在疾病的发
生发展过程中往往会伴随着以下两种类型的糖脂异
常化：(1) 出现了正常组织中缺失的糖链结构；(2)
某些糖链结构在病变组织中有较高的表达并构成重
要的疾病相关抗原。这些糖脂异常表达现象的产生
可能会是某些疾病的诱发因素，也可能是某些疾病
发生后引发的糖脂代谢异常，但无论是前者还是后
者，搞清楚鞘糖脂的变化与某种疾病的内在联系，
对该疾病的预防或治疗都有重要的意义。因此，近
年来鞘糖脂与疾病的关系也成为了一大研究热点。
下面将针对肿瘤、神经性疾病以及糖脂代谢异常引
起的遗传性疾病等比较热门的几类疾病与糖脂的关
系分别展开论述。
3.1　鞘糖脂与肿瘤
自 1968 年 Hakomori 等开始研究鞘糖脂与肿瘤
的关系开始，后续的大量研究和报道均表明肿瘤细
胞膜表面鞘糖脂的组成和代谢都会发生变化，如出
现新的鞘糖脂抗原、鞘糖脂结构的改变或鞘糖脂谱
简单化等 [29]。这些变化与肿瘤的发生发展具有明显
的相关性，可以作为肿瘤的标志物。在肿瘤组织中
高表达的某些鞘糖脂通常具有较强的特异性，能够
诱导信号转导，加速肿瘤转移等。而抑制相关鞘糖
脂的高表达则会对肿瘤的发展有明显的缓和效果，
并有助于阻断肿瘤的转移途径 [30]，这就为肿瘤的诊
断和治疗提供了线索。如 Yogeeswaran 和 Salk[31] 的
王艳萍，等：鞘糖脂研究进展第6期 587
研究发现恶性程度高或高转移潜能细胞的鞘糖脂
糖链的唾液酸化水平增高，说明唾液酸鞘糖脂可
能会促进肿瘤细胞的转移恶化。研究发现 Slex 可
能通过 P27 来调节肿瘤细胞的生长，当转染合成
Slex 的 FUT7 基因后，Slex 含量增加使 P27 下调从
而加速肿瘤细胞的生长 ；FUT7 基因被沉默后，
Slex 的表达降低并通过 P27 的上调减慢肿瘤细胞
的生长速度 [32-33]。本实验室也利用薄层色谱及质谱
等技术验证了肝癌组织中岩藻糖基化鞘糖脂的高表
达和白血病患者骨髓样本中 LC3 的高表达。另外，
肿瘤组织中某些鞘糖脂的缺失也与肿瘤的发展变化
相关。如 Zhang 等 [34] 发现肾癌患者的肾中不含有
正 常 人 肾 所 具 有 的 长 糖 链 的 红 细 胞 糖 苷 脂
(globoside)，说明中性糖脂中的 globoside 与肾组织
的恶变可能有很大的相关性。总之，无论组织器官
中发生个别鞘糖脂的高表达还是缺失，都可能造成
这些器官的恶化甚至癌变，鞘糖脂与肿瘤的发生发
展以及治疗都有密切的联系。
3.2　鞘糖脂与神经性疾病
鞘糖脂与神经性的疾病也有着紧密的联系 [35]。
如 Jennemann 等 [36] 在小鼠的实验中，去除糖基转
移酶相关基因，使小鼠的鞘糖脂不能正常代谢，发
现小鼠会出现严重的神经性疾病，并很快的死亡。
许多研究者认为，神经性疾病，如帕金森综合征和
阿尔茨海默病的产生或许与鞘糖脂的变化有着不可
忽视的关系。Marks 等 [37] 发现阿尔茨海默病患者的
葡萄糖神经酰胺合成酶 GCS 活力降低，使神经组
织内的神经酰胺的水平上升，而鞘糖脂的水平下降，
从而影响病人的神经系统。
3.3　糖脂代谢异常可以造成遗传性疾病
Kolter 和 Sandhoff[38] 的研究表明，Tay-sachs 病、
Fabry 病和 Gaucher 病等遗传性疾病的产生均是因为
细胞溶酶体中缺乏有关鞘糖脂分解代谢的酶。这些
酶的缺失又可以引起神经节苷脂的堆积 [39-40]，从而引
发疾病。例如，Fabry 病是因为机体内缺少 α- 半乳糖
苷酶A，导致神经节苷脂尤其是Gb3的堆积引起的 [41]，
因此它也被归类为神经鞘脂贮积症类疾病 [42] ；而
Gaucher 病则是由于 β- 葡萄糖苷脂酶 (β-glucocere-
brosidase) 的缺损，使葡萄糖神经酰胺过度表达引
起的 [43-44]。此外，半乳糖脑苷脂酶的缺乏会引起
Krabbe 病，己糖胺酶缺乏可以造成 Sandhoff 病和
Tay-Sachs 病等。可以看出，鞘糖脂代谢异常与遗
传性疾病存在显著的因果关系，调节鞘糖脂的分解
代谢水平可能会在以上所列的遗传性疾病的治疗中
发挥重要作用。
4　鞘糖脂的分离分析方法研究
采用新型的现代分离分析技术，发展鞘糖脂的
分离分析方法学，实现鞘糖脂定性及定量表征研究，
是深入认识鞘糖脂生物学功能及理清鞘糖脂结构及
含量变化与疾病发展治疗关系的重要保障。近年来，
随着现代仪器分析技术的发展，尤其是生物质谱技
术的兴起，鞘糖脂的分离分析方法取得了重大的进
展，下面将重点从分离技术和定性、定量技术三个
方面对近年来取得的成果进行简单的综述。
4.1　鞘糖脂分离技术的发展
鞘糖脂在生物体内的含量较少，因此实现鞘糖
脂的富集分离是进行鞘糖脂检测及结构分析的前提
基础，其中鞘糖脂提取方法的发展是实现糖脂富集
的第一步，目前鞘糖脂的提取多采用有机溶剂超声
波提取法等。Müthing[45] 总结出鞘糖脂的提取主要
采用氯仿 / 甲醇 / 水体系和异丙醇 / 正己烷 / 水体系。
此外，其它有机溶剂体系以及索氏提取法等也常见
应用。
在完成鞘糖脂的提取后，进一步的富集分离则
主要依赖各种色谱技术。20 世纪 80 年代以前，鞘
糖脂的分离主要以常规柱色谱及薄层色谱技术为
主，但随着分离分析技术的发展，高效液相色谱技
术 (HPLC) 逐渐发展为鞘糖脂分离的重要工具之
一，同时气相色谱技术及毛细管电泳技术等也在鞘
糖脂的富集分离中发挥了重要的作用。其中，在酸
中性鞘糖脂的分离中阴离子交换色谱的应用较为广
泛，尤其以琼脂糖凝胶为代表，如 Pörtner 等 [46] 利
用 DEAE-fractogel 对神经节苷脂进行了分离表征。
而在更加深入的分离，甚至是单个鞘糖脂的分离中，
则主要采取薄层层析技术 (TLC) 和 HPLC 等分离
技术。TLC 主要有以下优点：(1) 设备简单、操作
方便、分析时间短；(2) 可以实现对多个样品的同
时分离检测，便于比较；(3) 可以采用糖脂特异性
的显色剂以及抗体等进行层析分离后检测，易于排
除非糖脂类化合物的干扰，实现特异性检测。因此
近 30 年来 TLC 在鞘糖脂的分离中得到了极为深入
的应用 [47-48]。HPLC 具有更强的分离能力，能够实
现复杂糖脂体系中单个鞘糖脂的分离制备，并且该
技术还便于实现与质谱等结构表征技术的联用，在
鞘糖脂的分离分析中也得到了广泛应用 [44]。两者都
有其独特的优势，在近阶段都将发挥不可替代的作
用。
生命科学 第23卷588
4.2　鞘糖脂定性表征技术的发展
鞘糖脂的结构分析一般包含以下几个方面：(1)
鞘糖脂中包含的单糖的个数和种类；(2) 鞘糖脂中
脂肪链的结构；(3) 单糖间的连接顺序和连接位点
的确定等。质谱 (MS) 技术和核磁共振 (NMR) 技术
是在鞘糖脂结构分析中较为常用的两种工具。其中
MS 具有较高的灵敏度，能够对低含量的鞘糖脂进
行很好的检测和定性表征，并且方便与各种色谱分
离技术实现在线联用，减少复杂的分离纯化过程，
实现生物组织复杂体系中微量鞘糖脂的快速分析。
但限于鞘糖脂对照品的缺乏，它往往只能实现大概
的结构推断而很难给出确定的化合物结构。与之相
比，NMR 技术虽然灵敏度相对较低，对样品量需
求较大 ( 毫克级 )，但由于不受对照品的限制，并
且利用多维核磁技术能够实现未知化合物的准确定
性，因此对于糖脂的结构分析，尤其是新发现糖脂
的定性具有不可替代的作用。
在过去的三十年里，快原子轰击 (FAB) 质谱、
电子电离 (EI) 质谱、电喷雾电离 (ESI) 质谱、基质
辅助激光解吸附离子化 (MALDI) 质谱以及傅里叶
变换离子回旋共振 (FT-ICR) 质谱等各种质谱技术在
鞘糖脂化合物相对分子质量测定以及糖链结构表征
等都发挥了重要作用 [49-51]，尤其是具有较宽质量数
检测范围和较高灵敏度的 ESI-MS 和 MALDI-MS
更是得到了广泛的应用 [52]。从近年来发表的大量研
究论文不难发现质谱用于鞘糖脂的结构表征主要有
两种形式：一种是单独利用质谱对复杂糖脂体系中
的不同鞘糖脂进行结构分析 [53-54] ；另一种是色质谱
联用技术 [55-59]。前者主要是依靠鞘糖脂质量数的不
同对其进行区别，并进一步利用多级质谱技术进行
深入的结构分析。为提高质谱检测的选择性，对样
品的前处理要求相对较高，经常需要对鞘糖脂样品
进行甲基化等处理。Li 等 [53] 在该方向做了大量的
工作，在掌握了糖链同分异构体质谱鉴定技术的基
础上，不仅采用已有的甲基化方法对大量肝癌组织
及白血病患者骨髓样本中的鞘糖脂进行了表征分
析，发现了肝癌及白血病患者的特征鞘糖脂，并且
还发展了氟标记鞘糖脂的质谱检测方法，大大提高
了质谱检测的灵敏度和选择性，在生物组织中鞘糖
脂的定性表征方面具备了一定的能力。与单独的质
谱分析技术相比，色质联用技术具有其独特的优势：
不仅将色谱强大的富集分离能力和质谱良好的结构
分析能力有机的结合在一起，而且对样品预处理的
要求相对较低。如 Müsken 等 [60] 利用一种 HPTLC
和 IR-MALDI-TOF-MS 直接联用的技术对鞘糖脂进
行了薄层分离后的原位质谱检测分析，保证了灵敏
度的同时减少了样品预处理时间，得到了良好的定
性结果。
MS 技术并不能解决所有的鞘糖脂定性问题，
尤其对于分离纯化得到的新的鞘糖脂，由于对照品
的缺乏，仅仅依靠质谱技术很难实现准确结构解析，
此时，核磁共振技术则会给出较为准确的结构信息。
因此，近年来，NMR 技术在鞘糖脂定性表征中的
应用也常见报道。如 Paściak 等 [61] 利用 NMR 技术
对经过 TLC 及 HPLC 等分离纯化得到的主要糖脂
进行了准确的结构分析；Zhang 等 [62] 则利用 NMR
技术对从牛脑中分离得到的一个中性鞘糖脂进行了
结构确定。随着技术进步，微线圈探针技术和高场
核磁共振技术等许多 NMR 新技术和新方法也逐渐
被应用到糖脂的结构解析中 [63]，为鞘糖脂的结构分
析带来了革命性变化。
4.3　鞘糖脂分离技术的发展
鞘糖脂定量研究是实现其结构与功能间关联的
重要桥梁，生物组织中鞘糖脂含量的变化往往与生
物组织功能的异常化以及生物体病变的产生发展都
具有显著联系，因此，鞘糖脂定量分析技术近年来
也得到了极大的关注。鞘糖脂定量方法的发展主要
依赖于糖脂分离及检测水平的提高，伴随着 HPTLC
以及 HPLC 等分离技术的进步和蒸发光散射检测器
(ELSD) 以及质谱等检测技术的发展，鞘糖脂定量
分析工作近年来取得了较为显著的成就 [64-66]，为糖
脂类化合物进一步的功能研究奠定了基础。
5　结论与展望
鞘糖脂是细胞表面的多功能调节因子，疾病组
织细胞膜表面鞘糖脂的变化可能与细胞发育、分化
和凋亡等的异变密切相关。无论是组织中鞘糖脂定
性定量表征分析，还是鞘糖脂结构与功能、疾病之
间的关系的研究都吸引了基础和临床等大量科学家
的关注。到目前为止，虽然大量的研究报道都显示
鞘糖脂在肿瘤等多种疾病组织中都存在一定程度的
异常表达现象，证明了鞘糖脂和各种疾病之间显著
的相关性，但多数疾病与鞘糖脂异常表达之间具体
的因果关系尚不明确，深入研究鞘糖脂的生物合成
及分解代谢途径，对了解各种疾病的发病原因、实
现疾病的早期诊断、掌握病情的发展状况以及发展
针对性的治疗方案也都具有重要意义。同时，作为
研究鞘糖脂构效关系的重要前提基础，鞘糖脂高效
王艳萍，等：鞘糖脂研究进展第6期 589
分离分析技术的发展也势在必行。目前虽然在鞘糖
脂定性定量分析中建立了 HPLC-MS 及 HPTLC-MS
等先进联用技术，取得了一定的成就，但由于生物
组织中鞘糖脂的超低含量及其所处基质的高复杂
性，决定了高效、高通量分离分析技术发展的必要
性。例如新型分离材料的研发、高灵敏度高选择性
检测技术的发展以及多种自动在线联用方法的开
发，都将大大提高鞘糖脂的定性定量表征水平，进
而加速鞘糖脂构效关系的研究，促进鞘糖脂相关疾
病的诊断治疗水平的提高。
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