六、其他药物药理学——尿素通道蛋白的分子生物学和药理学研究

尿素通道（UT）是特异性通透尿素的膜通道蛋白。目前已经克隆了7个成员，分为UT-A和UT-B两个亚家族，UT—A亚家族包括6个成员（UT—A1至UT-A6）由同一基因（Slc14a2）经不同启动子调控和转录后剪切所产生。

肾脏药理学研究进展及趋势

目前慢性肾病发病率不断上升,但缺乏有效防治肾病药物。发现和确认治疗肾病新的药物靶点、研发和合理应用防治肾病药物是人类健康的迫切需求,也是肾脏药理学的热点研究领域。近年来,肾脏药理学领域的基础研究热点和临床关注重点包括治疗免疫相关肾病药物、新型糖皮质激素、治疗多囊肾病药物、治疗尿酸性肾病药物、治疗肾结石药物、治疗肾性贫血药物和利尿药等新药研发,以及对肾有损伤作用的药物和肾损伤标志物研究。本文对肾脏药理学未来发展趋势亦予以了展望。

水通道蛋白4与神经系统疾病

水通道蛋白(aquaporin,AQP)是一组特异通透水和某些特定小分子的细胞膜通道蛋白。水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)在大脑组织中表达丰富,脑星形胶质细胞、视网膜Müller细胞、内耳支持细胞、嗅觉上皮支持细胞中均有AQP4表达。AQP4具有两个蛋白亚型:M1和M23。M23在细胞膜能够形成正交排列结构。研究结果表明AQP4在脑组织中介导水的转运并可能在中枢神经系统生理功能中起重要作用。癫痫的发病过程中AQP4表达上调,AQP4促进细胞毒性脑水肿的发生,在血管源性脑水肿中辅助清除多余脑积水,并且AQP4参与视神经脊髓炎的发生。本文综述了AQP4在中枢神经系统的生理功能和在中枢神经系统疾病,包括癫痫、脑水肿、视神经脊髓炎等发病机制以及治疗方面的作用。

自噬与ADPKD

自噬是胞质内成分被转运至溶酶体内降解为初级成分的过程,以维持细胞内稳态和能量产生,其三条通路包括巨自噬、分子伴侣介导的自噬和微自噬。自噬参与到某些肾脏疾病的病理过程中,如急性肾损伤、糖尿病肾病和常染色体显性遗传多囊肾病(autosomal dominant polycystic kidney disease, ADPKD)。ADPKD由Pkd1或Pkd2基因的突变引起,致使细胞内钙离子稳态失衡,进而导致肾囊泡的形成及生长。一些涉及囊泡生长的信号通路也参与自噬的调节,因此PKD的病理机制与自噬存在密切联系。本文主要对PKD与自噬的调节以及自噬与凋亡、mTOR信号通路及纤毛功能之间的关系等方面的研究进展进行综述。

低分子量褐藻多糖硫酸酯改善白蛋白超载引起的肾小管细胞损伤

目的随着人口老龄化及代谢疾病的增加,慢性肾疾病(CKD)的发病率逐年升高,已经成为世界范围内共同的健康难题。目前对于CKD的治疗主要为控制血糖、血压以及降血脂等基础疾病的治疗。而针对CKD发病过程的药物较少,因此需要进一步研究CKD的发病机制以及寻找新的防治药物。白蛋白尿是慢性肾疾病的最常见症状,不仅是肾疾病重要的临床表现和预后指标,也是肾疾病进展至肾衰竭的独立危险因素。白蛋白尿可造成严重的肾小管及肾间质损伤。褐藻多糖硫酸酯具有多种生物活性,经降解得到的低分子量褐藻多糖硫酸酯(LMWF)平均分子量为8 ku,生物利用度好。该课题主要研究白蛋白造成肾损伤的机制,以及LMWF是否可改善白蛋白超载引起的肾损伤及功能改变。方法将雄性129S2/Sv小鼠随机分为对照组、模型组及给药组。模型组小鼠每天ip牛血清白蛋白(BSA)10 mg·g-1,持续3周。给药组小鼠ip预给LMWF(100 mg·kg-1)1周,之后给予3周的BSA。对照组小鼠腹腔注射等剂量的生理盐水。观察并记录小鼠的一般生理状态和肾功能等指标的变化。体外实验采用大鼠肾小管上皮(NRK-52E)细胞的白蛋白超载模型,BSA 10或20 mg·m L-1孵育NRK-52E细胞不同时间后收集细胞。用Western蛋白印迹法检测肾组织和细胞样品中的信号分子表达水平。结果 129S2/Sv小鼠腹腔注射BSA 3周后,出现肾功能低下,表现为血肌酐、血尿素氮水平升高,肌酐清除率下降,24 h尿白蛋白排泄量大于30 mg;肾组织形态发生明显改变,肾小管上皮细胞萎缩、扁平,肾小管扩张,肾小球肥大;并且炎症反应相关蛋白COX-2及MCP-1,纤维化相关蛋白CTGF及fibronectin、等表达水平升高。这些结果也表明,白蛋白超载的129S2/Sv小鼠是研究LMWF对慢性肾疾病保护作用的理想模型。同时,给予小鼠腹腔注射LMWF 100 mg·kg-1后,小鼠肾功能得到改善,其中血肌酐浓度下降34%,血尿素氮水平下降25%,肌酐清除率上升48%,24 h尿白蛋白排泄量下降41%;肾小管上皮细胞萎缩和肾小管扩张减轻;炎症反应相关蛋白(COX-2和MCP-1)、纤维化相关蛋白(CTGF和fibronectin)表达降低。我们利用大鼠近曲小管上皮细胞(NRK-52E细胞)白蛋白超载模型研究LMWF改善肾损伤的机制。BSA 10 mg·m L-1与不同浓度的LMWF(1~20μg·m L-1)共孵育NRK-52E细胞48h后,LMWF剂量依赖地抑制白蛋白超载引起的NF-κB通路激活,并且抑制炎症反应相关蛋白(COX-2和MCP-1)、纤维化相关蛋白(CTGF和fibronectin)表达;20 mg·m L-1BSA与不同浓度的LMWF(1~20μg·m L-1)孵育NRK-52E细胞72 h后,LMWF以剂量依赖地方式抑制白蛋白诱导的凋亡指数增加,并且降低凋亡相关蛋白cleaved-caspase 3和p-p53表达水平;LMWF抑制白蛋白超载的NRK-52E细胞内ROS产生,降低MDA的浓度,并降低Nox4表达水平及PKC的磷酸化水平,提示LMWF降低NRK-52E细胞内氧化应激水平。结论 LMWF能够改善白蛋白超载引起的肾及肾近曲小管上皮细胞损伤。其保护作用主要通过抑制白蛋白超载引起的炎症反应、纤维化、氧化应激及细胞凋亡。此外,由于其生物功能及特性,LMWF很有可能开发为防治CKD的药物。

尿素通道作为新型利尿药靶点的研究进展

经典利尿药通过排钠排水利尿,会引起机体电解质平衡紊乱等副作用。尿素通道敲除小鼠表现尿浓缩能力降低,提示尿素通道可作为利尿药靶点,其特异性抑制剂可研发成为新型利尿药。本文拟重点介绍尿素通道作为利尿药靶点的研究基础、尿素通道抑制剂的筛选和评价方法及目前已被发现的小分子尿素通道抑制剂。以尿素通道为靶点的新型利尿药适用于治疗充血性心力衰竭、肝硬化腹水和肾病综合征等稀释性低钠血症。