尿酸鹽轉運體研究現狀及其藥物研發

張彩香 祝開思

1南方醫科大學研究生學院；2解放軍第305醫院內分泌科

體內嘌呤代謝紊亂或尿酸鹽排泄失常，導致血尿酸水平升高，與痛風、高血壓、心血管和腎臟疾病關系密切[1,2]，而尿酸水平過低可出現腎尿酸結石以及與運動相關的急性腎損傷[2]。因此，維持適當的尿酸水平非常重要。在過去的10年里，關于尿酸鹽轉運機制取得了巨大進步，本文主要對尿酸鹽轉運體及降尿酸藥物進行綜述。

尿酸鹽轉運體

1. 尿酸鹽轉運子1(urate transporter，URAT1)

2 0 0 2 年首次發現了與腎臟尿酸鹽轉運的相關蛋白，并命名為URAT1[3]。編碼人尿酸鹽轉運子1(human urate transporter，hURAT1)的基因SLC22A12位于染色體11q13.1區，該基因和編碼有機陰離子轉運子4(organic anion transporter，OAT4)的基因SLC22A11配對。URAT1蛋白是在近曲小管頂端膜側介導管腔內尿酸鹽重吸收入胞質(即管腔膜細胞)[4,5]。該蛋白由555氨基酸組成，有12段跨膜螺旋體，其羧基末端連接有支架蛋白結構域(PDZ)，該蛋白可調節尿酸鹽轉運活性。人胚腎293細胞的PDZ中的蛋白(PDZK1)與URAT1相互作用可增加尿酸鹽轉運活性，若無PDZ結構域修飾，該增強作用消失[6]。URAT1中存在尿酸鹽與無機氯離子轉運機制，細胞內外的氯離子濃度梯度可驅動尿酸鹽吸收[3,5]。通過基底膜有機陰離子轉運子(OTAS)從濾液中重吸收和細胞本身代謝的陰離子，如乳酸鹽或煙酸鹽可作為URAT1底物，與尿酸鹽交換促進轉運。由此推測當與URAT1高親和力的藥物或化學物質在管腔中聚集，那么其就起促進尿酸鹽排泄作用。相反，當其在細胞內濃度高于管腔時通過URAT1流出與尿酸鹽交換，促進尿酸鹽重吸收[3]。尿酸鹽經URAT1的重吸收是一個三級激活過程，第一級是基底膜的Na+-K+ATP酶，維持細胞內外的鈉離子梯度，是主要的激活系統；第二級是鈉偶聯單羧酸轉運子(SMCT)，利用鈉離子梯度在細胞內積累單羧酸陰離子(如乳酸鹽)；URAT1則為第三級系統，由單羧酸陰離子(乳酸鹽)形成驅動力促進尿酸鹽吸收入細胞[7,8]。STCMs與URAT1表達在腎近曲小管細胞同側(頂端膜)。當在爪蟾卵母細胞內預先加入STCMs的底物煙酸鹽時，可激活URAT1介導的尿酸鹽轉運；將其底物移除，或加入STCMs抑制劑時，激活作用減弱。實驗說明，STCMs通過提供單羧酸離子，加強了URAT1介導的尿酸鹽轉運。因此，STCMs可作為改變腎臟轉運尿酸鹽過程的間接作用靶點[9]。

2. 葡萄糖轉運體9(GLUT9/ URATv1)

GLUT9因參與轉運葡萄糖而得名，由SLC2A9編碼，表達于腎小管上皮細胞基底膜側[10]。部分URAT1功能正常的低尿酸血癥患者存在SLC2A9基因突變，提示其編碼的GLUT9參與腎臟尿酸鹽的重吸收[11]。經過不斷的研究，該結果得到了實驗和臨床證據的驗證。Naohiko等[12]發現沒有SLC22A12基因突變的患者存在SLC2A9錯義突變，導致體內尿酸鹽轉運活性下降，并經實驗首次證實 GLUT9(SLC2A9)參與尿酸鹽重吸收過程。當清除細胞外鉀離子(使得細胞膜去極化)，GLUT9轉運尿酸鹽速率加快，說明GLUT9對膜電位敏感。因此，也將GLUT9稱為電壓驅動性尿酸鹽轉運子(URATv1)。小鼠SLC2A9基因表達增加，URATv1功能增強引起尿酸重吸收增加，最終導致高尿酸血癥[13]。2013年Takeo等[12]發現轉染了URAT1(頂端膜)和URATv1(基底膜)的細胞(UUv)，尿酸鹽從頂端膜到基底膜的滲透率增加7倍。尿酸鹽的頂端膜攝取率取決于UUv和僅表達URAT1的細胞(U細胞)。細胞外有氯離子時，尿酸鹽攝取率分別為對照細胞的1.63、1.72倍，細胞外缺乏氯離子時攝取率更高(5.23、9.61倍)。然而氯離子對GLUT9無影響，更說明URAT1是由一個向外的氯離子濃度梯度來驅動的。這些結果表明 URAT1與URATv1的協調作用對尿酸鹽的重吸收必不可少[5]。

3. 多藥耐藥相關蛋白基 4(multidrugresistanceprotein，MRP4)

MRP4由ABCC4基因編碼，是ATP結核框蛋白亞家族C的第四成員[14]，位于腎近曲小管頂端膜，參與腎臟各種底物的轉運，包括尿酸鹽[15]。是第一個被發現的位于頂端膜介導尿酸鹽分泌的轉運子。MRP4主要表達于腎小管上皮細胞頂端膜[16]。Remon等[17]證實，MRP4為ATP依賴性單向性介導尿酸鹽轉運子。

4. 乳腺癌抵抗蛋白(BCRP/ABCG2蛋白)

BCRP的編碼基因ABCG2位于染色體4q的痛風易感性位點上，基因組研究顯示該基因位點與痛風相關[18]。BCRP表達在許多組織的頂端膜，包括腎臟[19]、肝臟和腸道[20]，腸道是腎臟以外排泄尿酸的主要器官[21]。相關基因研究發現ABCG2基因與血尿酸水平密切相關[22-24]。2012年Kimiyoshi等[25]發現，高尿酸血癥合并尿尿酸排泄分數升高患者發生頻率與ABCG2基因突變密切相關(P=3.60×10-10)。ABCG2基因突變導致BCRP功能失常程度越嚴重，尿尿酸排泄分數越高。敲除Abcg2的小鼠腎臟轉運子Urit1表達下降，說明腎臟尿酸鹽重吸收減少是根本原因。因此，ABCG2功能失常引起的尿酸鹽排泄下降是經腸道途徑，而非腎臟。建議將目前分型中的“尿酸生成過多型”改為“腎臟過負荷型”，這樣就包括了腎臟外尿酸排泄下降和真正“產生過多”的原因。

5. 磷酸鈉鹽轉運蛋白1(NPT1)

NPT1由SLC17A1基因編碼，介導鈉離子和有機磷酸鹽共轉運[26]。NPT1位于近曲小管細胞頂端膜側[27]。人群基因研究[28,29]發現，SLC17A1基因多態性與高尿酸血癥及痛風密切相關。細胞實驗證實，NPT1在腎臟具有介導尿酸鹽排泄的功能。SLC17A1突變型I269T屬于功能獲得型變異，可增加尿酸鹽排出，減少腎臟尿酸鹽排泄下降型(RUE)痛風風險[27]。Rosa等[30]發現RUE型痛風與腎小管重吸收轉運體基因多態性相關，尿酸鹽排泄正常型(非下降型)痛風與腎小管分泌轉運體基因多態性相關，說明尿酸鹽排泄下降或升高的高尿酸血癥或痛風發病機制不同。推測NPT1和ABCG2相似，其功能失?？蓪е履c道排泄尿酸鹽下降。這一機制可推進痛風的分類，將其分為腸道排泄下降型和腎臟排泄下降型。因此，持續性高尿酸血癥，尤其是痛風患者，應該常規檢測24h尿尿酸排泄，明確其分型，對治療方案選擇意義重大。

6. 磷酸鈉鹽轉運蛋白4(NTP4)

NTP4屬于I型磷酸鈉鹽協同轉運蛋白家族，由SLC17A3基因編碼，有hNPT4-L和hNPT4-S兩種mRNA類型[31]。人NTP4蛋白表達于腎近曲小管頂端膜側[32]。GWAS研究顯示，SLC17A3基因多核苷酸多態性與尿酸水平及患痛風風險相關[24]，SLC17A3基因突變引起的高尿酸血癥，尿尿酸排泄分數下降[32]。在腎小管細胞尿酸鹽排泄模型上，成功模擬了體內血循環中的尿酸鹽經OAT1和OAT3進入腎小管細胞，并經hNPT4介導排入管腔的過程[32]。

總 結

臨床上常用的促進尿酸排泄藥物苯溴馬隆是經其肝臟代謝產物6-羥基苯溴馬隆濾過尿液抑制URAT1尿酸鹽重吸收，從而促進尿酸排泄。苯溴馬隆可引起肝功能損傷，因此6-羥基苯溴馬隆可能為更好的藥物選擇，但還需進一步研究[33]。調脂藥非諾貝特也是通過其主要代謝產物非諾貝特酸作用于URAT1抑制尿酸重吸收[34]。丙磺舒、吲哚美鋅、水楊酸對于URAT1的半數抑制濃度均高于它們的血藥治療濃度，因此認為它們在體內也可通過抑制URAT1功能促進尿酸排泄[33]。水楊酸鹽在低劑量時激活而高劑量時抑制尿酸鹽的轉運，這可能與其藥物動力學相關[5]。沙坦類藥物與URAT1有高親和力，但只有氯沙坦和普拉沙坦達到足夠濃度能從腎小球濾過進入管腔中，與管腔內的尿酸鹽競爭URAT1從而抑制尿酸鹽的重吸收，起到促進尿酸鹽排泄的作用[35]。氯沙坦中等程度抑制GLUT9功能，抑制尿酸鹽重吸收。因此，GLUT9也可作為降尿酸藥物的作用靶點[12]。髓袢(丁苯氧酸、呋塞米)及噻嗪類利尿劑通過抑制近曲小管基底膜OAT1和OAT3，以及頂端膜NPT4分泌尿酸鹽，導致高尿酸血癥[36]。每天早晨和氫氯噻嗪隨服一定劑量的丙磺舒可以抵消其引起的高尿酸血癥[37]。

目前臨床上降尿酸藥物主要是通過抑制體內尿酸鹽合成和促進腎臟尿酸鹽排泄兩方面起作用，主要的不良反應有嘌呤代謝紊亂和尿酸性腎結石。有研究表明，通過增加腸道BCRP功能促進尿酸鹽的腸道分泌，此可作為靶點研制降尿酸藥物。該類藥物主要促進腸道尿酸鹽的排泄，既不干擾體內嘌呤代謝，也無腎結石風險。了解更多關于尿酸鹽的轉運機制，對發現藥物的作用靶點和更好地應用目前已有的降尿酸藥物非常有益。

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