Niemann–Pick type C (NPC) disease is a lysosomal storage disorder arising from mutations in the cholesterol-trafficking protein NPC1 (95%) or NPC2 (5%). These mutations result in accumulation of low-density lipoprotein-derived cholesterol in late endosomes/lysosomes, disruption of endocytic trafficking, and stalled autophagic flux. Additionally, NPC disease results in sphingolipid accumulation, yet it is unique among the sphingolipidoses because of the absence of mutations in the enzymes responsible for sphingolipid degradation. In this work, we examined the cause for sphingosine and sphingolipid accumulation in multiple cellular models of NPC disease and observed that the activity of sphingosine kinase 1 (SphK1), one of the two isoenzymes that phosphorylate sphingoid bases, was markedly reduced in both NPC1 mutant and NPC1 knockout cells. Conversely, SphK1 inhibition with the isotype-specific inhibitor SK1-I in WT cells induced accumulation of cholesterol and reduced cholesterol esterification. Of note, a novel SphK1 activator (SK1-A) that we have characterized decreased sphingoid base and complex sphingolipid accumulation and ameliorated autophagic defects in both NPC1 mutant and NPC1 knockout cells. Remarkably, in these cells, SK1-A also reduced cholesterol accumulation and increased cholesterol ester formation. Our results indicate that a SphK1 activator rescues aberrant cholesterol and sphingolipid storage and trafficking in NPC1 mutant cells. These observations highlight a previously unknown link between SphK1 activity, NPC1, and cholesterol trafficking and metabolism.

中文翻译：

---

使用激活剂靶向尼曼-皮克 C 型疾病中缺陷的鞘氨醇激酶 1 可减轻胆固醇积累。

尼曼-匹克 C 型 (NPC) 病是一种溶酶体贮积症，由胆固醇运输蛋白 NPC1 (95%) 或 NPC2 (5%) 突变引起。这些突变导致低密度脂蛋白衍生的胆固醇在晚期内涵体/溶酶体中积累、内吞运输中断以及自噬通量停滞。此外，鼻咽癌疾病会导致鞘脂积聚，但它在鞘脂沉积症中是独一无二的，因为负责鞘脂降解的酶不存在突变。在这项工作中，我们研究了 NPC 疾病的多种细胞模型中鞘氨醇和鞘脂积累的原因，并观察到鞘氨醇激酶 1 (SphK1)（磷酸化鞘氨醇碱基的两种同工酶之一）的活性在两种 NPC1 突变体中显着降低和 NPC1 敲除细胞。相反，在 WT 细胞中用同种型特异性抑制剂 SK1-I 抑制 SphK1 会诱导胆固醇积累并减少胆固醇酯化。值得注意的是，我们发现一种新型 SphK1 激活剂 (SK1-A) 可减少 NPC1 突变细胞和 NPC1 敲除细胞中鞘氨醇碱和复合鞘脂的积累，并改善自噬缺陷。值得注意的是，在这些细胞中，SK1-A 还减少了胆固醇积累并增加了胆固醇酯的形成。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。在 WT 细胞中用同种型特异性抑制剂 SK1-I 抑制 SphK1 可诱导胆固醇积累并减少胆固醇酯化。值得注意的是，我们发现一种新型 SphK1 激活剂 (SK1-A) 可减少 NPC1 突变细胞和 NPC1 敲除细胞中鞘氨醇碱和复合鞘脂的积累，并改善自噬缺陷。值得注意的是，在这些细胞中，SK1-A 还减少了胆固醇积累并增加了胆固醇酯的形成。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。在 WT 细胞中用同种型特异性抑制剂 SK1-I 抑制 SphK1 可诱导胆固醇积累并减少胆固醇酯化。值得注意的是，我们发现一种新型 SphK1 激活剂 (SK1-A) 可减少 NPC1 突变细胞和 NPC1 敲除细胞中鞘氨醇碱和复合鞘脂的积累，并改善自噬缺陷。值得注意的是，在这些细胞中，SK1-A 还减少了胆固醇积累并增加了胆固醇酯的形成。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。一种新型 SphK1 激活剂 (SK1-A)，我们已发现其可减少 NPC1 突变细胞和 NPC1 敲除细胞中鞘氨醇碱和复合鞘脂的积累，并改善自噬缺陷。值得注意的是，在这些细胞中，SK1-A 还减少了胆固醇积累并增加了胆固醇酯的形成。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。一种新型 SphK1 激活剂 (SK1-A)，我们已发现其可减少 NPC1 突变细胞和 NPC1 敲除细胞中鞘氨醇碱和复合鞘脂的积累，并改善自噬缺陷。值得注意的是，在这些细胞中，SK1-A 还减少了胆固醇积累并增加了胆固醇酯的形成。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。我们的结果表明，SphK1 激活剂可以挽救 NPC1 突变细胞中异常的胆固醇和鞘脂储存和运输。这些观察结果强调了 SphK1 活性、NPC1 与胆固醇运输和代谢之间以前未知的联系。