以尿酸转运蛋白1为靶点治疗高尿酸血症药物研究进展

随着人们生活质量的提高和饮食习惯的改变,高尿酸血症的发病率逐年增加,并且趋于年轻化,成为主要的代谢性疾病。目前临床上用于治疗高尿酸血症的药物种类有限,不良反应较多,难以达到当前高尿酸血症的治疗需求,亟待开发新型降尿酸药物满足临床迫切需要。近年来国内外展开了一系列新型降尿酸药物研发,其中包括化学药物和中药等。随着研究深入,以尿酸转运蛋白1(urate transporter 1,URAT1)为抑制靶点的新型降尿酸药物研发取得了一定成果并陆续应用于临床。本文就URAT1为抑制靶点的药物研究进展作一综述,以期为新型降尿酸药物的研究及临床运用提供参考。

尿酸盐转运蛋白1在高尿酸血症/痛风中的研究进展

尿酸盐转运蛋白介导的尿酸排泄障碍是高尿酸血症和痛风的主要病因。人体内主要有3种转运蛋白调节尿酸盐在内环境的平衡,包括两种重吸收转运蛋白——尿酸盐转运蛋白1(URAT1)和葡萄糖转运体9以及一种介导尿酸盐分泌的蛋白——ABC转运蛋白2。研究尿酸盐转运蛋白对揭示高尿酸血症/痛风的发病机制、疾病防治有重要意义。该文主要介绍负责尿酸盐重吸收的URAT1的结构、组织分布、生理功能、基因组学及与其他转运体的相互作用等方面的研究进展。

新型尿酸转运蛋白1(URAT1)抑制剂的设计、合成及生物活性研究

根据Ardea Biosciences公司的Ⅲ期临床URAT1抑制剂Lesinuard的结构设计了两类新型化合物,并完成了22个目标化合物的合成及生物活性研究,最终将生物活性最好的化合物([1-(3,4-二氟苯基)-1H-咪唑[4,5-c]吡啶-2-磺酰基]乙酸叔丁酯)确定为URAT1抑制剂的新型先导化合物。

人尿酸盐转运蛋白1及其影响因素研究进展

尿酸(uric acid,UA)是嘌呤降解的最终产物,90%以上的原发性高尿酸血症是因肾脏对尿酸盐的排泄减少所致。人尿酸经肾脏转运时需依赖肾小管上皮细胞上的转运蛋白,而人尿酸盐转运蛋白1(human uric acid transporter 1,hURAT1)在尿酸盐重吸收过程中发挥重要作用。随着研究的不断深入,研究热点逐渐从hURAT1的结构和功能转为对基因突变及药物对其影响等。该文对hURAT1及其影响因素进行综述。

人尿酸盐转运子1第3内含子突变对海南黎族人群高尿酸血症发生的影响

目的明确人尿酸盐转运子(h URAT)1第3内含子(h URAT1 IVS-3+11G>A)突变对海南黎族人群高尿酸血症发生的影响。方法海南黎族高尿酸血症患者100例为观察组,同期行体检的海南黎族非高尿酸血症者100例为对照组。采用突变特异性扩增系统(ARMS)对比两组h URAT1 IVS-3+11G>A等位基因突变情况。结果观察组h URAT1基因IVS-3+11G>A多态性A等位基因频率显著高于对照组(P<0.05)。经单因素及Logistics回归分析显示:饮酒、体重超重及携带h URAT1 IVS-3+11G>A多态性A等位基因为影响海南黎族高尿酸血症发生的独立风险因素(P<0.05)。结论 h URAT基因突变可能影响了海南黎族人高尿酸血症的发生,这一结果为此类疾病的遗传学病因探索提供了参考。

氯沙坦钾下调尿酸性肾纤维化大鼠肾小管上皮细胞尿酸转运蛋白-1的表达

目的研究氯沙坦钾对高尿酸血症致尿酸性肾纤维化大鼠肾小管上皮细胞尿酸转运蛋白-1(URAT1)表达的影响。方法将大鼠随机分为正常组、模型组(以腺嘌呤100 mg/kg+乙胺丁醇250 mg/kg的混悬液灌胃造模)、氯沙坦钾低、中和高剂量灌胃治疗组[分别为25、50和75 mg/(kg·d)]。各组于造模后第1、2、3和4周检测大鼠血尿酸、血肌酐、尿素氮、尿酸、尿肌酐和尿酸排泄分数,用HE和Masson染色法观察尿酸性肾纤维化大鼠病理变化,Western blot检测肾小管上皮细胞URAT-1蛋白的表达。结果随着时间的延长,模型组大鼠血尿酸水平显著高于正常组(P<0.01),尿尿酸水平低于正常组(P<0.01);各治疗组血尿酸水平下降,尿尿酸水平升高,以高剂量组为著(P<0.05);模型组肾小管间质损伤指数明显高于同期正常组(P<0.05),氯沙坦钾干预后肾小管间质损伤指数明显降低(P<0.05); URAT1蛋白表达在模型组各时间段升高(P<0.05),且随着病理损害的进展呈现上升趋势,经氯沙坦钾干预后表达明显下降(P<0.05)。结论氯沙坦钾可下调URAT1高表达,降低高尿酸血症大鼠的血尿酸水平。

云南地区结核病患者人尿酸盐转运蛋白1基因单核苷酸多态性与吡嗪酰胺导致高尿酸血症的相关性研究

目的:研究云南地区结核病患者人尿酸盐转运蛋白1(human urate transporter 1,hURAT-1)基因单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)与吡嗪酰胺导致高尿酸血症的易感性。方法:选取医院2019年1月—2021年3月住院治疗服用吡嗪酰胺导致高尿酸血症的结核患者294例作为病例组,另选取服用吡嗪酰胺未导致高尿酸血症结核患者220例作为对照组;采用MassArray基因分型技术检测的hURAT1基因SNP位点的分型情况,分析hURAT1的SNP与吡嗪酰胺导致高尿酸血症的相关性。结果:hURAT1基因中rs11231825各基因型(TT、CT、CC)位点的频率分布,在2组间差异具有统计学意义(P<0.01);病例组rs11231825位点突变型等位点基因中C位点的频率明显低于对照组(P<0.01);2组rs2022048位点中各基因型及等位点基因中的频率分布基本接近(P>0.05)。结论:结核病患者hURAT1基因rs11231825与吡嗪酰胺导致高尿酸血症的发生风险可能相关,突变型等位点基因中C位点可能是吡嗪酰胺导致高尿酸血症的保护性等位点基因。

含萘三氮唑甲烷骨架的硫代乙酸类尿酸转运体1(URAT1)抑制剂的合成及其构效关系

分别以1-溴萘和酮或1-萘甲醛及有机金属试剂为原料,经12步反应合成了8个含萘三氮唑甲烷骨架的硫代乙酸类尿酸转运体1(URAT1)抑制剂(1h^1o),其结构经~1H NMR,^(13)C NMR和MS(ESI)表征。体外活性测试结果显示:对URAT1的抑制活性最强的是1k,是阳性对照药lesinurad的133倍[IC_(50)=0.054μmol·L^(-1)(1k),7.18μmol·L^(-1)(lesinurad)]。

苓泽合剂对痛风性肾病大鼠模型ABCG2、GluT9及URAT1蛋白表达影响

目的考察苓泽合剂对痛风性肾病模型大鼠ATP结合盒转运蛋白G2(ATP-binding cassette protein2,ABCG2)、葡萄糖转运蛋白9(Facilitated glucose transporter 9,GluT9)及尿酸转运体1(Urate Transporter1,URAT1)蛋白表达的影响,探讨其治疗痛风性肾病的机理。方法 SD大鼠随机分为7组,分别为空白组,模型组,苯溴马隆片组(西药阳性对照),痛风定胶囊组(中药阳性对照药),苓泽合剂高、中、低剂量组(66.6、33.3、16.7 g·kg-1)。利用酵母粉联合腺嘌呤制备大鼠痛风性肾病模型,28 d后,测定其24 h尿量及尿蛋白、肾系数、血清尿酸、肌酐、尿素氮、尿激酶、β2-微球蛋白、胱抑素(Cys C)、尿N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶(NAG)含量,蛋白质印迹(Western blot)法检测肾病组织中ABCG2、GluT9及URAT1蛋白表达。结果与模型组比较,苓泽合剂各组尿量、尿蛋白、肾系数、尿酸、肌酐、尿素氮、β2-微球蛋白、CysC及NAG减少,尿激酶增加,肾组织病理改变均有一定减轻,ABCG2蛋白的表达明显增加,GluT9及URAT1蛋白的表达明显降低。结论苓泽合剂对痛风性肾病大鼠具有较好肾保护作用,可能与其上调肾组织中ABCG2,下调GluT9及URAT1蛋白表达有关。

男性高尿酸血症与URAT1基因多态性的关系

目的研究采用非标记探针技术分析中国上海地区汉族人尿酸盐转运子1(URAT1)基因rs893006多态性,以及各基因型与高尿酸患者病理指标的关系。方法选取180例原发性痛风患者和260名健康志愿者,记录体重指数、血压,并分别检测血尿酸、血糖、血脂[总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)]、肌酐,提取外周血白细胞的DNA,采用非标记探针技术检测rs893006基因型测序证实。结果通过非标记探针能准确区分GG、GT和TT基因型,其结果与测序法一致。GG、GT和TT基因型在痛风和正常人群分布频率分别为53.9%、39.4%、6.7%和55.8%、32.6%、11.6%。痛风组rs893006基因型频率及等位基因频率分布与健康对照组比较差异无统计学意义。各基因型个体的体重指数、血压、肌酐、TC和TG中分布差异无统计学意义,但TT基因型患者的血尿酸水平[(274.00±26.00)μmol/L]明显低于GT型[(346.00±32.00)μmol/L]和GT型[(438.00±37.00)μmol/L]。结论非标记探针技术检测可简便、快速和精确地检测URAT1基因型分析方法。研究证实SLC22A12基因中rs893006基因多态性评估汉族男性人群高尿酸血症危险性的一个遗传学标志。

尿酸对老年膝骨关节炎病人软骨GLUT9、URAT1表达的影响

目的探讨老年膝骨关节炎病人血清UA水平与软骨组织中UA转运蛋白的相关性。方法收集2018~2019年就诊于河北省人民医院骨科的老年膝骨关节炎(KOA)病人30例。以所有入选者UA中位数水平(254.6μmol/L)将病人分为血清UA<254.6μmol/L组(A组)和UA≥254.6μmol/L组(B组),检测并比较2组软骨组织中葡萄糖易化转运蛋白9(GLUT9)和尿酸盐转运蛋白1(URAT1)的mRNA和蛋白的表达水平。结果与B组相比,A组病人的体质量、BMI较小,VAS评分较低,差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析显示,VAS评分与UA水平呈正相关(r=0.396,P<0.05)。B组病人关节软骨中GLUT9、URAT1的mRNA和蛋白表达水平均较A组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论UA水平的升高可能通过增加软骨中GLUT9及URAT1蛋白的表达,使软骨细胞内UA水平升高,诱导软骨细胞氧化损伤,从而参与KOA的发病。

hURAT1基因3′非编码区SNP筛查及与原发性高尿酸血症的关系

目的在人尿酸盐转运蛋白1(hURAT1)基因3′非编码区(3′UTR区)筛查与原发性高尿酸血症关联的单核苷酸多态性(SNP)。方法对原发性高尿酸血症病人273例、健康体检者429例(正常对照组),采用酚-氯仿法提取外周血白细胞基因组DNA,特异性引物扩增3′UTR区,并进行基因测序,对基因型及频率进行分析。结果共检测到3种SNP,分别为1925G>A、delG1951及G2174A,上述SNP位点所组成的基因型频率在高尿酸血症病人组和正常对照组差异无显著性。2例原发性高尿酸血症病人hURAT1基因3′UTR区第1827-1828位2个碱基缺失(delTC1827-1828),这2例病人的血尿酸水平明显高于其他病人,正常对照组未检测到该缺失。结论3′UTR区存在3个SNP位点,其中delTC1827-1828位点可能是原发性高尿酸血症致病位点。

转Na^+/H^+逆向转运蛋白基因(AlNHX1)大豆纯合系筛选及生理分析

为了获得转Na+/H+逆向转运蛋白基因(Al NHX1)大豆纯合株系并验证其盐胁迫条件下生理反应,对转Al NHX1基因T3代材料进行了PCR筛选和RT-PCR鉴定,并在水培条件下研究了纯合系植株耐盐性、K+/Na+比值、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和相关抗氧化酶活性变化。结果显示经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株没有出现目的条带,而转基因株系有相应的目的条带,表明Al NHX1基因已经整合到大豆基因组中并正常转录。在盐胁迫条件下,转基因各株系成活率明显高于野生型对照,地上部干重和根部干重较野生型显著增加,达到了显著差异水平(P<0.05)。此外,在盐胁迫条件下,转基因幼苗能维持根和叶中较高的K+/Na+比值,同时伴随着植株体内MDA和H2O2含量的下降以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化酶(POD)的增加。本研究结果表明供试外源Al NHX1基因在大豆高代材料中超表达,提高了转基因大豆耐盐能力,可为进一步培育适应盐渍化土壤环境下生长的大豆新品种提供重要的种质资源。

URAT1基因多态性与维吾尔族高尿酸血症的交互作用研究

目的探索人尿酸盐转运子基因(URAT1)rs3825018、rs505802和rs524023位点基因多态性与维吾尔族高尿酸血症(HUA)的交互作用。方法选取2014年11月～2016年12月在新疆乌鲁木齐市某附属医院健康管理中心参加健康体检的维吾尔族2340例作为研究对象,并根据尿酸水平分为HUA组(n=986)与对照组(n=1354)。测量研究对象的身高、体重、腰臀围、血压等一般指标,并收集其禁食12 h后的静脉血液标本,检测血尿酸、肌酐、葡萄糖、总胆固醇和三酰甘油等生化指标及URAT1基因rs3825018、rs505802和rs524023位点基因多态性。结果 HUA组与对照组的URAT1基因rs3825018、rs505802和rs524023位点等位基因及基因型频率分布比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。遗传模型分析发现,无论是否调整年龄和性别,rs3825018、rs505802和rs524023三个多态性位点在三个遗传模型中均与维吾尔族HUA无显著相关(95%CI跨越1)。交互作用结果显示,维吾尔族女性携带rs505802位点突变在相加模型中存在负交互作用(S=-0.146,P<0.05)。结论URAT1基因rs3825018、rs505802和rs524023位点突变可能不会影响维吾尔族HUA的易感性,维吾尔族女性携带rs505802位点突变可能会在一定程度上降低发生HUA的风险。

以hURAT1为靶点的排尿酸药物体外细胞筛选模型的建立和应用

人尿酸盐阴离子转运体1(human urate anion transporter 1,hURAT1)是人肾小管重吸收尿酸的主要转运蛋白,以hURAT1为靶点,筛选hURAT1抑制剂是近年来降尿酸药物开发的热点,因此建立hURAT1抑制剂体外细胞筛选模型具有重要的意义与实用价值。本实验首先构建了表达SLC22A1 2(hURAT1编码基因)的慢病毒载体,感染MDCK细胞后,通过G41 8筛选出稳转细胞株(稳转株);随后采用W estern-blot及免疫荧光方法检测目的蛋白的表达,并通过液闪计数仪检测hURAT1稳转株对[^(14)C]尿酸的摄取作用及hURAT1抑制剂苯溴马隆、丙磺舒对[^(14)C]尿酸摄取的抑制效果。实验结果显示,hURAT1稳转株目的蛋白表达量为对照稳转株的两倍,并且吸收尿酸的量明显大于对照细胞(P>0.001)。此外,实验中测得hURAT1稳转株对尿酸吸收的Km值为365.4μmol/L,苯溴马隆及丙磺舒对尿酸吸收的IC_(50)分别为0.1 8μmol/L和66.82μmol/L。以上结果表明,本实验成功构建了稳定表达hURAT1的MDCK细胞株,并建立了一套hURAT1抑制剂体外准确筛选和评价的方法体系。

木犀草素通过抑制URAT1与调节Nrf2/HO-1通路改善尿酸诱导的肾脏损伤

为了探讨木犀草素改善尿酸性肾病(hyperuricemic nephropathy,HN)的可能机制,通过14C尿酸摄取实验测定木犀草素对尿酸转运体1(uric acid transporter 1,URAT1)尿酸转运活性的影响;采用MTT法评价木犀草素对高尿酸诱导的小鼠肾小管上皮细胞损伤的保护作用;采用氧嗪酸钾联合腺嘌呤制备小鼠HN模型,测定血清尿酸、肌酐(creatinine,CR)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)与谷胱甘肽(glutathione,GSH)的水平;借助H&E染色与Masson染色分别观察小鼠肾组织的病理学变化与纤维化情况;通过qRT-PCR检测肾脏URAT1、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、E-cadherin、核因子E2-相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)和血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)的mRNA表达水平;通过蛋白质免疫印迹法检测肾脏URAT1、Nrf2和HO-1的蛋白质表达水平。^(14)C尿酸摄取实验结果显示,木犀草素能剂量依赖性地抑制URAT1转运14C尿酸,其IC50值为23.42μmol/L;MTT实验结果显示,木犀草素能明显改善高尿酸诱导的细胞损伤;体内实验中,与模型组相比,木犀草素能降低模型小鼠血清尿酸、CR、BUN水平,下调肾脏URAT1的mRNA与蛋白质表达水平,并通过影响TGF-β、α-SMA、E-cadherin改善肾脏纤维化,通过上调Nrf2/HO-1通路降低肾脏氧化应激水平。总之,木犀草素可通过抑制URAT1降低血清尿酸,并通过Nrf2/HO-1通路依赖的抗氧化应激反应显著改善肾损伤和纤维化。

羊草液泡膜Na^+/H^+逆向转运蛋白基因LcNHX1的克隆及功能分析

植物Na^+/H^+逆向转运蛋白具有调节pH值和维持细胞内Na^+平衡、减少盐胁迫对植物伤害的功能。本研究从羊草中克隆Na^+/H^+逆向转运蛋白基因LcNHX1,并对它的功能进行了初步分析。该基因全长2022bp,其中ORF区1614bp,编码537个氨基酸。LcNHX1蛋白具有10个跨膜区,且具有NHX蛋白的多个典型结构特征。半定量RT-PCR结果表明,盐(NaCl 400mM)、碱(NaHCO_3150mM)、盐碱(NaCl 200mM+NaHCO_3100mM)、干旱(10%PEG8000)、低温(4℃)和ABA(100μM)均能够不同程度的诱导LcNHX1基因的表达。利用Δnhx1盐敏感酵母突变体进行功能互补试验,结果发现在60mM、100mM NaCl胁迫条件下,转基因酵母Δnhx1+LcNHX1不仅回补了酵母突变株Δnhx1的盐敏感特性,并且具有更高的耐盐能力。通过比较转LcNHX1基因株系与野生型拟南芥幼苗在含有50mM NaCl和8mM NaHCO_3的MS培养基中的生长情况,发现转基因拟南芥株系具有更好的抗盐碱能力。

云南地区hURAT1基因rs505802、rs3825016、rs3825017多态性与肺结核患者服用吡嗪酰胺致高尿酸血症的相关性研究

目的探讨中国云南地区汉族人群人尿酸盐转运蛋白1(human urate transporter 1,hURAT1)基因rs505802、rs3825016及rs3825017单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与肺结核患者服用吡嗪酰胺导致高尿酸血症的相关性。方法选取2019年1月至2021年10月期间在昆明市第三人民医院结核科住院治疗的294名服用吡嗪酰胺导致高尿酸血症的肺结核患者和220名服用吡嗪酰胺未导致高尿酸血症的肺结核患者作为研究对象。通过病例对照研究的方法,对所有研究对象进行生化指标测定,并通过全血DNA提取、SNP Sequenom MassARRAY分型检测、SNP genotype分析。计量资料符合正态分布用t检验,计数资料用χ^(2)检验,采用Logistic回归分析hURATl基因rs505802、rs3825016、rs3825017多态性与肺结核患者服用吡嗪酰胺导致高尿酸血症的相关性。结果治疗前后PIHU组与对照组的血尿酸差值比较差异有统计学意义(P<0.05)。rs505802、rs3825016、rs3825017位点CC基因型分布频率在PIHU组和对照组中差异均有统计学意义(P<0.05),PIHU组的C等位基因频率显著高于对照组,P值分别为<0.001(χ^(2)=13.489)、0.001(χ^(2)=11.479)和0.007(χ^(2)=7.287)。rs505802、rs3825016、rs3825017位点携带C等位基因的肺结核患者发生吡嗪酰胺诱导的高尿酸血症的风险均增加(OR=0.586,95%CI:0.440~0.780,P<0.001)、(OR=0.606,95%CI:0.453~0.811,P=0.001)、(OR=0.691,95%CI:0.528~0.904,P=0.007)。结论云南地区hURAT1基因rs505802、rs3825016及rs3825017位点的多态性与肺结核患者服用吡嗪酰胺导致的高尿酸血症有关,且等位基因C可能是其危险因素。

过量表达大叶补血草LgSOS1基因对拟南芥耐盐性的影响

将从盐生植物大叶补血草(Limonium.gmelinii(Willd.)Kuntze)中分离的质膜型Na+/H+逆向转运蛋白基因LgSOS1构建到pCAMBIA1301植物表达载体的CaMV35S启动子下游上,转化拟南芥,获得抗潮霉素的转基因植株。对该植株的PCR和RT-PCR检测表明,LgSOS1已整合到拟南芥基因组中并过量表达。对转化植株的耐盐性实验结果表明:盐胁迫下转基因植株长势明显好于对照;盐分测定表明,转基因植株地上部分的Na+积累显著低于野生型的,K+含量则显著高于野生型的。这表明LgSOS1过量表达提高了拟南芥植株的耐盐性。