人尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1及其影響因素研究進(jìn)展

王 英，石桂秀

(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)臨床內(nèi)科學(xué)風(fēng)濕免疫專業(yè)，福建 福州 350000;2.廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，福建 廈門 361000)

尿酸(UA)是人體內(nèi)嘌呤代謝的最終產(chǎn)物，人類進(jìn)化過程中尿酸酶基因發(fā)生突變，導(dǎo)致肝臟不能將UA降解為尿素囊排出體外。雖然UA具有抗氧化作用，在許多疾病中擔(dān)當(dāng)活性氧自由基的清道夫角色，但高尿酸血癥嚴(yán)重危害人類健康，已證實(shí)它與代謝性疾病、糖尿病、心血管疾病有顯著的相關(guān)性。原發(fā)性高尿酸血癥是由于UA生成增加和(或)排泄減少導(dǎo)致的疾病，其中90%是由于腎臟對(duì)UA的排泄減少所致［1］。UA排泄減少與腎臟近曲小管對(duì)UA的重吸收增加或分泌減少有關(guān)，而重吸收占主要部分，且依賴分布在腎小管上皮細(xì)胞的尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。雖然存在多種尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但研究表明hURAT1在重吸收過程中占主導(dǎo)地位［2］。隨著研究的不斷深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)逐漸從hURAT1的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)為對(duì)基因突變及藥物對(duì)其影響。為探索高尿酸血癥發(fā)病機(jī)制，為藥物治療提供新思路，現(xiàn)對(duì)hURAT1及其影響因素綜述如下。

1 hURAT1基因結(jié)構(gòu)及分布

2002年日本學(xué)者Enomoto等［2］首先在人腎臟發(fā)現(xiàn)并克隆出負(fù)責(zé)UA重吸收的hURAT1，該基因定位于染色體11q13，含有10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子，cDNA全長(zhǎng)2642bp，編碼區(qū)1659bp，編碼了含有555個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。hURAT1是有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)家族(OATs)的類似物，其氨基酸序列與OAT4有42%同源性，由12個(gè)跨膜區(qū)域以及位于細(xì)胞內(nèi)部的-NH2和-COOH末端組成，是一個(gè)完整的跨膜蛋白。該研究中，免疫組化分析顯示，hURAT1蛋白主要位于腎皮質(zhì)近曲小管的上皮細(xì)胞，而不存在于遠(yuǎn)曲小管，也尚未在人體其他部位發(fā)現(xiàn)。

2 hURAT1功能特點(diǎn)

hURAT1位于腎臟近曲小管上皮細(xì)胞的刷狀緣側(cè)，目前研究推測(cè)hURAT1可能是從管腔重吸收尿酸鹽進(jìn)入細(xì)胞的通道。為明確hURAT1的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，Enomoto等［2］進(jìn)行了一系列順式、反式的負(fù)荷實(shí)驗(yàn)證明尿酸鹽主要是與有機(jī)陰離子經(jīng)hURAT1交換而不是無機(jī)陰離子。許多有機(jī)陰離子及少數(shù)無機(jī)陰離子可影響尿酸鹽經(jīng)hURAT1的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，有機(jī)陽離子及其底物則無影響［3］。一項(xiàng)爪蟾卵實(shí)驗(yàn)表明［4］:雖然hURAT1屬于陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體，但它只能結(jié)合UA，以及與UA結(jié)構(gòu)相類似的、具有芳香族碳鏈同時(shí)包含嘧啶環(huán)和咪唑基團(tuán)的陰離子。hURATl的轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力可能來自小管上皮細(xì)胞與管腔之間陰離子的電荷與濃度梯度差，而這種梯度的建立，主要依靠基側(cè)膜上有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)蛋白對(duì)腎間質(zhì)陰離子的吸收，小部分來源于上皮細(xì)胞對(duì)小管腔內(nèi)陰離子的重吸收，其中包括刷狀緣膜上Na+－陰離子同向轉(zhuǎn)運(yùn)體的轉(zhuǎn)運(yùn)。這說明雖然Na+轉(zhuǎn)運(yùn)異常也可以影響hURATl的功能，但hURAT1仍是一種非Na+依賴性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。最新一項(xiàng)研究表明［5］，在hURAT1腎臟近曲小管上皮細(xì)胞的刷狀緣側(cè)同一位點(diǎn)，存在鈉耦合單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，它主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)與hURAT1尿酸交換的單羧酸酯，表明hURAT1和鈉耦合單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的存在合作關(guān)系［5］。另有研究發(fā)現(xiàn)［7，8］，在 hURATl分子的COOH端存在一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)體支架蛋白，它由3個(gè)氨基酸殘基(絲氨酸或蘇氨酸-任意氨基酸-疏水氨基酸)組成。上皮細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)體支架蛋白和NHEFRl(Na+－H交換調(diào)節(jié)因子)可結(jié)合在此結(jié)構(gòu)域上。轉(zhuǎn)運(yùn)體支架蛋白和NHEFRl之間可相互影響，并可能與胞內(nèi)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)聯(lián)形成信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。最近，Anzai等［4］發(fā)現(xiàn)小管上皮細(xì)胞基側(cè)膜上存在一種電壓性的尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體URATvl，負(fù)責(zé)將重吸收進(jìn)上皮細(xì)胞內(nèi)的UA轉(zhuǎn)運(yùn)至腎間質(zhì)。具體的hURATl的胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)過程，目前尚未闡明。

3 hURAT1基因突變及其對(duì)腎臟排泄UA的影響

hURAT1是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)和遺傳病有關(guān)的人類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，該蛋白編碼基因SLC22A12序列的突變會(huì)使腎臟UA重吸收量減少，引發(fā)原發(fā)性低尿酸血癥［9］，該研究指出SLC22A12存在多種突變，亞洲國(guó)家的研究支持hURAT1基因突變與UA水平具有相關(guān)性，證明了下調(diào)hURAT1表達(dá)可以導(dǎo)致尿酸排泄增多。其中日本對(duì)低尿酸血癥患者基因突變的研究頗豐。2004年，Kimiyoshi等［10］對(duì)32例無血緣關(guān)系的遺傳性腎性低尿酸血癥患者的hURAT1基因(SLC22A12)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)30例患者存在SLC22A12基因突變，包括純合突變、復(fù)合雜合突變、雜合突變共10種突變類型，G774A占所有突變的74.1%，是主要的突變類型。另幾項(xiàng)日本腎性低尿酸血癥患者基因突變調(diào)查發(fā)現(xiàn)約90%的患者存在hURAT1基因突變，與SLC22A12基因的G774A等位基因高突變頻率相關(guān)［11，12］，4號(hào)外顯子區(qū)的第774位核苷酸G突變?yōu)锳，使原本翻譯第258位色氨酸的 TGG變成了終止密碼 TGA，提前終止了hUARTl的翻譯(簡(jiǎn)稱W258X突變)［13］。爪蟾卵實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種W258X突變形成的蛋白，不但氨基酸序列比正常的URATl短，而且不能結(jié)合在細(xì)胞膜上，不具備陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能。有趣的是，這種W258X突變導(dǎo)致的原發(fā)性腎性低尿酸血癥多見于日本、韓國(guó)及非中歐猶太人群，除外研究水平和領(lǐng)域不同等因素，提示突變可能與種族性、地域性或遺傳性有關(guān)，需要更全面深入的探索［14，15］。Guan 等在124名原發(fā)性痛風(fēng)患者和168名健康中國(guó)男性受試者中，研究了SLC22A12中基因序列rs893006的多態(tài)性，提示該基因序列的多態(tài)性可能是中國(guó)男性高尿酸血癥患者的基因風(fēng)險(xiǎn)因素［16］。最新一項(xiàng)國(guó)內(nèi)研究證明SLC22A12基因rs559946的多態(tài)性與痛風(fēng)存在顯著關(guān)聯(lián)，有可能增加中國(guó)漢族男性高尿酸血癥痛風(fēng)的易感性，且基因分型中TT基因型受試者的血清UA水平顯著低于GG和GT基因型［17］。研究顯示hURATl基因2號(hào)外顯子C426T多態(tài)性與德國(guó)人群腎UA排泄減少和高尿酸血癥顯著相關(guān)，與CC基因型相比，CT和TT基因型個(gè)體腎臟UA排泄明顯降低，血UA水平明顯升高［3］。希臘研究顯示，hURATl基因2號(hào)外顯子C1246T多態(tài)性與高加索人群腎UA排泄減少和高尿酸血癥顯著相關(guān)［18］。對(duì)以色列一位非尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白hURATI引起的特異性高尿酸血癥所致急性腎功能衰竭的18歲青年及其6位阿拉伯家族庭成員進(jìn)行了hURAT1的基因分析，研究表示，未發(fā)現(xiàn)SLC22A基因的編碼區(qū)及內(nèi)含子、外顯子發(fā)生突變［19］。一項(xiàng)Meta分析研究表明SLC22A12基因?qū)ρ錟A水平有0.13%的變量貢獻(xiàn)［20，21］。

4 hURAT1與藥物作用及其對(duì)腎臟排泄UA的影響

hURATl在人腎臟近曲小管上皮細(xì)胞的管腔膜側(cè)特異性表達(dá)，它可以將UA從腎小管管腔重吸收至上皮細(xì)胞內(nèi)，是維持血清UA水平的關(guān)鍵離子通道。有機(jī)陰離子與hURAT1有很高的親和力，這種底物選擇特異性使其成為阻止UA重吸收新的藥物靶點(diǎn)，研究hURAT1通道可有助于研制更有效的藥物以治療高尿酸血癥［22］。降UA藥物如苯溴馬隆、丙磺舒均為hURAT1抑制劑，均能反式促進(jìn)尿酸鹽經(jīng)hURAT1的攝取，降低 hURATl的基因表達(dá)［23］。研究發(fā)現(xiàn)氯沙坦、坎地沙坦和非諾貝特能夠抑制hURATl基因表達(dá)而減少UA重吸收，降低血清UA水平［24，25］。在一項(xiàng)氯沙坦與苯溴馬隆對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn):氯沙坦造成hURATl的mRNA水平顯著降低，而苯溴馬隆并無此現(xiàn)象，證實(shí)氯沙坦降UA模式不同于苯溴馬隆，它主要通過抑制hURATl影響UA排泄從而降低UA水平［26］。RDEA-594是最新開發(fā)的hURATI抑制劑，隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照I期臨床研究顯示，患者接受本品(100～400 mg/d)治療10天，血UA水平下降45%，且耐受性良好，未見嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生。II期臨床研究顯示，本品治療8天，85.7%患者血UA水平降低到6 mg/dl以下［27］。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于hURATl的研究也在不斷深入，研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)從對(duì)其結(jié)構(gòu)及功能過渡到確切轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制、基因突變及藥物對(duì)其影響等。但目前的研究多屬初級(jí)階段，仍需要在不同種族、國(guó)家、地區(qū)間開展大規(guī)模人群研究，為進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)高尿酸血癥及其發(fā)病機(jī)制、開發(fā)新藥奠定理論基礎(chǔ)。

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