基于尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的中藥治療高尿酸血癥的研究進(jìn)展

張鳳陽(yáng)，邢志華*，申光煥，高原，韓維娜，程美池，徐志遠(yuǎn)（1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，哈爾濱 150076；2. 黑龍江省預(yù)防與治療老年病藥物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150076；. 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，哈爾濱 150081）

近年來(lái)，隨著國(guó)民飲食結(jié)構(gòu)的改變，我國(guó)高尿酸血癥（hyperuricemia，HUA）發(fā)病率逐年攀升。研究表明，約90%原發(fā)性HUA 跟尿酸排泄障礙有關(guān)，因此促進(jìn)尿酸排泄是預(yù)防和治療HUA 的關(guān)鍵。尿酸的排泄過(guò)程包括濾過(guò)-重吸收-分泌-重吸收四個(gè)步驟，除濾過(guò)外其余步驟均需要尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的參與，尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在尿酸排泄過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[1-2]。在臨床中，中藥用于降尿酸具有療效明確和毒副作用低的優(yōu)點(diǎn)，隨著研究深入，其降尿酸機(jī)制也受到廣泛關(guān)注。本文圍繞相關(guān)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在分子水平上，對(duì)中藥通過(guò)促進(jìn)尿酸排泄治療HUA 的作用機(jī)制及其研究進(jìn)展加以綜述。

1 尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

腎小管對(duì)尿酸的排泄依托于離子通道，這一過(guò)程又依靠尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白完成。尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為重吸收蛋白和分泌蛋白，重吸收蛋白主要包括葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9（glucose transporter 9，GLUT9）、尿酸陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體1（urate anion transporter 1，URAT1）和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體家族（organic anion transporters，OATs） 中的OAT4；分泌蛋白主要包括有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體OATs 家族中的OAT3 與OAT1，三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G2（ATP-binding cassette superfamily G member 2，ABCG2）以及多藥耐藥蛋白4（multidrug resistance protein 4，MRP4）。除這兩類(lèi)以外還有其他蛋白參與尿酸排泄過(guò)程，如支架蛋白PDZK1（PDZ domain-containing 1，PDZK1）等。

1.1 尿酸重吸收蛋白

URAT1 是在人腎臟發(fā)現(xiàn)的尿酸重吸收蛋白[3]，由SLC22A12基因編碼，定位于腎臟近端小管細(xì)胞的頂端（刷狀緣）膜，通過(guò)介導(dǎo)管腔內(nèi)的尿酸與近曲小管上皮細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)陰離子（如Cl-）和有機(jī)陰離子（如乳酸鹽）的交換，從而將尿酸從管腔內(nèi)進(jìn)行重吸收，臨床上用于促進(jìn)尿酸排泄的藥物如丙磺舒等即通過(guò)與URAT1 結(jié)合從而促進(jìn)尿酸排泄，而當(dāng)URAT1基因缺失或發(fā)生突變，會(huì)出現(xiàn)腎功能障礙和尿酸排泄異常，證實(shí)URAT1 是參與尿酸排泄的重要靶點(diǎn)[4]。GLUT9是一類(lèi)應(yīng)用于高尿酸血癥的治療靶點(diǎn)，參與腎臟近端小管尿酸鹽重吸收的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，屬于SLC2A9 家族，由細(xì)胞膜胞質(zhì)面的氨基末端、羧基末端和12 個(gè)跨膜螺旋環(huán)組成，主要分布于近端小管的上皮細(xì)胞基底外側(cè)膜和頂端，由于氨基末端存在差異性導(dǎo)致有兩種不同的異構(gòu)體（GLUT9S 和GLUT9L）[5-6]。有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體4（OAT4）是已發(fā)現(xiàn)的OATs 中為數(shù)不多的介導(dǎo)尿酸重吸收的蛋白，由SLC22A11基因編碼，位于腎小管上皮細(xì)胞的頂端，有助于有機(jī)陰離子（如尿酸）從尿液中重吸收返回近端腎小管細(xì)胞，發(fā)揮尿酸重吸收作用[7]。

1.2 尿酸分泌蛋白

尿酸分泌蛋白如有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體OATs 家族中的OAT1 與OAT3，兩者在腎臟中都是以α-酮戊二酸鹽作為交換底物（如尿酸）。OAT1 由SLC22A6基因編碼，大多數(shù)表達(dá)于腎臟近端小管的基底膜面上；OAT3 由SLC22A8基因編碼，主要在腎臟近端小管以及遠(yuǎn)端小管表達(dá)，約為OAT1表達(dá)的3 倍[8-9]。HUA 發(fā)生時(shí)，OAT1 與OAT3 的表達(dá)均有所下降[10]。另一種尿酸分泌蛋白ABCG2也與HUA 和痛風(fēng)的發(fā)生相關(guān)，屬于ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)家族，表達(dá)于腎臟近曲小管上皮細(xì)胞頂端膜上[11]，研究發(fā)現(xiàn)ABCG2 功能缺失會(huì)導(dǎo)致腎功能異常的慢性腎病患者出現(xiàn)HUA，證實(shí)其是痛風(fēng)或HUA發(fā)病的一個(gè)重要機(jī)制[12]。MRP4 是多藥耐藥蛋白家族一員，由ABCC4基因編碼，在體內(nèi)分布廣泛，在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中消耗三磷酸腺苷（ATP），這一特性類(lèi)似于ABCG2，當(dāng)MRP4基因突變時(shí)可導(dǎo)致HUA 的發(fā)生，證實(shí)這一靶點(diǎn)與體內(nèi)尿酸水平息息相關(guān)[13-14]。

1.3 其他參與尿酸排泄的蛋白

PDZK1 屬于PDZ 蛋白家族，作為多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和調(diào)控蛋白的支架蛋白，是一種特殊的輔助蛋白，在人體內(nèi)表達(dá)廣泛，通過(guò)與其他尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相結(jié)合從而參與人體內(nèi)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)，間接影響了HUA 的發(fā)病過(guò)程[15-16]。

2 中藥有效成分對(duì)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控

2.1 黃酮類(lèi)

甘草素通過(guò)抑制尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體OAT4 和URAT1對(duì)尿酸的重吸收，從而促進(jìn)尿酸排泄[17]。史坤等[18]發(fā)現(xiàn)葛根素有抑制尿酸生成和促進(jìn)尿酸排泄的雙重作用，可促進(jìn)HK-2 細(xì)胞內(nèi)ABCG2基因和蛋白表達(dá)，從而影響體內(nèi)尿酸排泄水平[19]。一項(xiàng)在人腎小管上皮細(xì)胞中對(duì)尿酸吸收的考察實(shí)驗(yàn)顯示，玉米須總黃酮能夠抑制HK-2 細(xì)胞對(duì)尿酸的吸收，上調(diào)ABCG2、OAT1、OAT3的mRNA表達(dá)，下調(diào)URAT1和PDZK1的mRNA 表達(dá)，有效降低體內(nèi)尿酸[20]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，桑黃素通過(guò)下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)和上調(diào)OAT1 的表達(dá)影響小鼠尿酸排泄水平[21]。芹菜素能夠通過(guò)下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)促進(jìn)尿酸排泄，同時(shí)具有改善腎纖維化的保護(hù)作用[22]。白楊素可有效降低尿酸水平，包括上調(diào)OAT1 和ABCG2，下調(diào)GLUT9 和URAT1 的表達(dá)促進(jìn)尿酸排泄，同時(shí)可影響黃嘌呤氧化酶（XOD）活性抑制體內(nèi)尿酸產(chǎn)生[23]。

2.2 皂苷類(lèi)

盧芳等[24]發(fā)現(xiàn)穿山龍總皂苷可以促進(jìn)尿酸排泄，其機(jī)制可能為上調(diào)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體OAT1 的表達(dá)，另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了穿山龍總皂苷可通過(guò)回調(diào)ABCG2 蛋白的表達(dá)促進(jìn)尿酸排泄[25]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)七葉蓮總皂苷通過(guò)抑制URAT1 表達(dá)起到促尿酸排泄作用，并且其降尿酸作用呈現(xiàn)一定的劑量依賴(lài)性[26]。薯蕷皂苷通過(guò)抑制GLUT9 和URAT1，上調(diào)OAT1 和OAT3 的表達(dá)水平，達(dá)到增加尿酸排泄的效果[27]。萆薢總皂苷可以通過(guò)抑制腎臟尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白URAT1 的表達(dá)減少尿酸重吸收，進(jìn)而促進(jìn)尿酸排泄[28]，其降低尿酸水平與劑量成正比，尿液檢測(cè)發(fā)現(xiàn)給予萆薢總皂苷后，大鼠尿液中尿酸及尿酸排泄量、尿酸排泄分?jǐn)?shù)等都有所提高[29-31]?？禈?lè)等[32]發(fā)現(xiàn)牛膝莖葉總皂苷有促進(jìn)尿酸排泄的作用，其可能的機(jī)制為上調(diào)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OAT1 的表達(dá)并下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)。

2.3 多糖類(lèi)

中藥茯苓中的茯苓多糖能夠上調(diào)OAT1、下調(diào)URAT1 的表達(dá)從而增加尿酸排泄，同時(shí)還具有一定的腎臟保護(hù)作用[33]。枸杞多糖有抑制尿酸產(chǎn)生和促進(jìn)尿酸排泄的雙重作用，其促進(jìn)尿酸排泄的機(jī)制為上調(diào)OAT1、OAT3 以及下調(diào)GLUT9的表達(dá)[34]。滸苔是一種石莼屬海洋綠藻，滸苔多糖是其主要活性成分，有研究表明滸苔多糖可影響尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ABCG2、OAT1 和URAT1 的表達(dá)起到降尿酸效果[35]。

2.4 其他

水蛭素通過(guò)下調(diào)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT9 而有效降低血清尿酸水平，并且對(duì)腎臟有一定保護(hù)作用[36]，體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)也證明其可以促進(jìn)尿酸排泄，這一作用是通過(guò)上調(diào)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OAT1，下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[37-38]。梔子苷既能抑制尿酸的過(guò)度生成，又可以通過(guò)上調(diào)OAT1、下調(diào)URAT1和GLUT9的mRNA 及蛋白表達(dá)提升體內(nèi)尿酸排泄量[39-40]。白藜蘆醇是一種多酚類(lèi)化合物，來(lái)源廣泛，被證實(shí)具有調(diào)控尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)的效果，可下調(diào)GLUT9 進(jìn)而促進(jìn)尿酸排泄[41-42]。中藥菊苣中的活性成分菊苣酸能通過(guò)抑制GLTU9 的表達(dá)促進(jìn)尿酸排泄[43]（見(jiàn)表1）。

表1 中藥有效成分對(duì)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控Tab 1 Regulation of uric acid transporters by active components of traditional Chinese medicine

3 中藥對(duì)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控

3.1 中藥醇提物

虎杖醇提液對(duì)高尿酸血癥小鼠有促進(jìn)尿酸排泄的作用[44]，其通過(guò)調(diào)控GLUT9、URAT1 和OAT1 蛋白及其mRNA 的表達(dá)，從而增加機(jī)體尿酸的排泄[45]。曾金祥等[46]發(fā)現(xiàn)車(chē)前草醇提物可通過(guò)下調(diào)腎臟URAT1的mRNA 表達(dá)促進(jìn)高尿酸血癥小鼠的尿酸排泄。近來(lái)有研究提出秦皮醇提物可以降低血尿酸水平，其機(jī)制可能與下調(diào)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白URAT1 和GLUT9 表達(dá)相關(guān)[47]。杜仲醇提物可以上調(diào)腎臟有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OAT1和OAT3 的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)，起到促進(jìn)尿酸排泄的作用[48]。閆曼等[49]對(duì)高尿酸血癥模型大鼠灌胃益母草醇提物并檢測(cè)血清尿酸和肌酐，尿液尿酸以及腎臟中相關(guān)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，結(jié)果表明，血清尿酸和肌酐降低，尿液尿酸水平升高，其促尿酸排泄的機(jī)制之一為下調(diào)URAT1和GLUT9的mRNA 表達(dá)。劉非等[50]對(duì)鼠麴草的降尿酸活性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其具有促進(jìn)尿酸排泄、抑制尿酸生成以及保護(hù)腎臟的多重藥理作用，其具體干預(yù)靶點(diǎn)有待進(jìn)一步研究。美花石斛是常用的藥用石斛之一，經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)其有促進(jìn)尿酸排泄的作用，機(jī)制為上調(diào)OAT1 表達(dá)，下調(diào)URAT1 和GLUT9 表達(dá)[51]。鐵皮石斛葉提取物有降低尿酸的功效，包括影響XOD 活性抑制尿酸產(chǎn)生，此外可通過(guò)上調(diào)ABCG2 及下調(diào)URAT1 和GLUT9 的表達(dá)促進(jìn)尿酸排泄[52]。

3.2 中藥水提物

菊苣水提物通過(guò)下調(diào)GLUT9、上調(diào)OAT1 和OAT3 蛋白表達(dá)，從而增加腎臟尿酸排泄[53]，還可以上調(diào)ABCG2 表達(dá)[54]。孫紅等[55]研究表明，土茯苓可抑制蛋白URAT1 的mRNA 表達(dá)，達(dá)到促進(jìn)尿酸排泄的作用，丁瑞等[56]同樣證實(shí)土茯苓促進(jìn)尿酸排泄機(jī)制之一為下調(diào)腎臟URAT1及GLUT9的mRNA 表達(dá)。貓須草水提物可以通過(guò)上調(diào)OAT1 以及下調(diào)URAT1 的表達(dá)起到促進(jìn)尿酸排泄的作用[57]。茯苓提取物被證實(shí)具有降尿酸和保護(hù)腎臟的作用，其機(jī)制可能是上調(diào)腎臟內(nèi)ABCG2 的表達(dá)[58]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)葉下珠提取物通過(guò)下調(diào)URAT1 蛋白的表達(dá)有效促進(jìn)小鼠尿酸排泄[59]。此外有學(xué)者研究益智仁水提液和醇提液合并的提取物，發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)下調(diào)高尿酸血癥大鼠腎臟中URAT1 和上調(diào)OAT1 蛋白水平進(jìn)而促進(jìn)尿酸排泄[60]（見(jiàn)表2）。

表2 中藥提取物對(duì)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控Tab 2 Regulation of uric acid transporters by extract of traditional Chinese medicine

4 展望

HUA 是痛風(fēng)最重要的生化基礎(chǔ)，也是誘發(fā)痛風(fēng)最危險(xiǎn)的因素，而且與腎臟疾病、高血壓、高血脂癥及糖尿病等多種疾病有關(guān)，已成為嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的代謝性疾病。近年來(lái)，基于其發(fā)病機(jī)制的深入研究逐漸揭示了參與尿酸重吸收與排泄作用的相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并明確其結(jié)構(gòu)與功能。同時(shí)，將其作為藥物的干預(yù)靶點(diǎn)促進(jìn)尿酸排泄治療HUA 也取得了一定進(jìn)展，近年來(lái)干預(yù)尿酸排泄的蛋白研究主要圍繞URAT1、GLUT9 和OAT1 等，見(jiàn)圖1。

圖1 尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在文中出現(xiàn)次數(shù)Fig 1 Number of times of uric acid transporters in the text

中藥在促進(jìn)尿酸排泄的基礎(chǔ)上擁有良好的安全性，不僅為防治HUA 及痛風(fēng)提供了多方面、多角度的治療方案，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些新的降尿酸作用靶點(diǎn)，如菊苣提取物及大黃中的有效成分大黃酸可以有效促進(jìn)尿酸自腸道排出，對(duì)于腎功能不全的患者治療有重要的意義。但中藥防治HUA及痛風(fēng)也存有不足之處，當(dāng)下中藥用于臨床治療HUA 主要還是通過(guò)方劑形式，由于中藥機(jī)制及其作用靶點(diǎn)復(fù)雜，多種單味藥組合后的具體有效成分和/或作用機(jī)制也有待明確，攻克單味中藥及方劑的具體機(jī)制仍是當(dāng)前中藥邁向國(guó)際化的重點(diǎn)。隨著尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的深入研究，將分子生物學(xué)、基因技術(shù)等現(xiàn)代醫(yī)學(xué)手段結(jié)合傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論，相信可以進(jìn)一步揭示中藥防治HUA 的機(jī)制，為治療HUA 及痛風(fēng)藥物的研發(fā)提供新思路。