基于尿酸轉運蛋白的中藥治療高尿酸血癥的研究進展

張鳳陽，邢志華*，申光煥，高原，韓維娜，程美池，徐志遠（1. 哈爾濱商業大學藥學院，哈爾濱 150076；2. 黑龍江省預防與治療老年病藥物研究重點實驗室，哈爾濱 150076；. 哈爾濱醫科大學藥學院，哈爾濱 150081）

近年來，隨著國民飲食結構的改變，我國高尿酸血癥（hyperuricemia，HUA）發病率逐年攀升。研究表明，約90%原發性HUA 跟尿酸排泄障礙有關，因此促進尿酸排泄是預防和治療HUA 的關鍵。尿酸的排泄過程包括濾過-重吸收-分泌-重吸收四個步驟，除濾過外其余步驟均需要尿酸轉運蛋白的參與，尿酸轉運蛋白在尿酸排泄過程中發揮著重要作用[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點，隨著研究深入，其降尿酸機制也受到廣泛關注。本文圍繞相關尿酸轉運蛋白，在分子水平上，對中藥通過促進尿酸排泄治療HUA 的作用機制及其研究進展加以綜述。

1 尿酸轉運蛋白

腎小管對尿酸的排泄依托于離子通道，這一過程又依靠尿酸轉運蛋白完成。尿酸轉運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運蛋白9（glucose transporter 9，GLUT9）、尿酸陰離子轉運體1（urate anion transporter 1，URAT1）和有機陰離子轉運體家族（organic anion transporters，OATs） 中的OAT4；分泌蛋白主要包括有機陰離子轉運體OATs 家族中的OAT3 與OAT1，三磷酸腺苷結合轉運蛋白G2（ATP-binding cassette superfamily G member 2，ABCG2）以及多藥耐藥蛋白4（multidrug resistance protein 4，MRP4）。除這兩類以外還有其他蛋白參與尿酸排泄過程，如支架蛋白PDZK1（PDZ domain-containing 1，PDZK1）等。

1.1 尿酸重吸收蛋白

URAT1 是在人腎臟發現的尿酸重吸收蛋白[3]，由SLC22A12基因編碼，定位于腎臟近端小管細胞的頂端（刷狀緣）膜，通過介導管腔內的尿酸與近曲小管上皮細胞內無機陰離子（如Cl-）和有機陰離子（如乳酸鹽）的交換，從而將尿酸從管腔內進行重吸收，臨床上用于促進尿酸排泄的藥物如丙磺舒等即通過與URAT1 結合從而促進尿酸排泄，而當URAT1基因缺失或發生突變，會出現腎功能障礙和尿酸排泄異常，證實URAT1 是參與尿酸排泄的重要靶點[4]。GLUT9是一類應用于高尿酸血癥的治療靶點，參與腎臟近端小管尿酸鹽重吸收的葡萄糖轉運蛋白，屬于SLC2A9 家族，由細胞膜胞質面的氨基末端、羧基末端和12 個跨膜螺旋環組成，主要分布于近端小管的上皮細胞基底外側膜和頂端，由于氨基末端存在差異性導致有兩種不同的異構體（GLUT9S 和GLUT9L）[5-6]。有機陰離子轉運體4（OAT4）是已發現的OATs 中為數不多的介導尿酸重吸收的蛋白，由SLC22A11基因編碼，位于腎小管上皮細胞的頂端，有助于有機陰離子（如尿酸）從尿液中重吸收返回近端腎小管細胞，發揮尿酸重吸收作用[7]。

1.2 尿酸分泌蛋白

尿酸分泌蛋白如有機陰離子轉運體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，大多數表達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端小管表達，約為OAT1表達的3 倍[8-9]。HUA 發生時，OAT1 與OAT3 的表達均有所下降[10]。另一種尿酸分泌蛋白ABCG2也與HUA 和痛風的發生相關，屬于ABC 轉運家族，表達于腎臟近曲小管上皮細胞頂端膜上[11]，研究發現ABCG2 功能缺失會導致腎功能異常的慢性腎病患者出現HUA，證實其是痛風或HUA發病的一個重要機制[12]。MRP4 是多藥耐藥蛋白家族一員，由ABCC4基因編碼，在體內分布廣泛，在轉運過程中消耗三磷酸腺苷（ATP），這一特性類似于ABCG2，當MRP4基因突變時可導致HUA 的發生，證實這一靶點與體內尿酸水平息息相關[13-14]。

1.3 其他參與尿酸排泄的蛋白

PDZK1 屬于PDZ 蛋白家族，作為多種轉運蛋白和調控蛋白的支架蛋白，是一種特殊的輔助蛋白，在人體內表達廣泛，通過與其他尿酸轉運蛋白相結合從而參與人體內尿酸轉運，間接影響了HUA 的發病過程[15-16]。

2 中藥有效成分對尿酸轉運蛋白的調控

2.1 黃酮類

甘草素通過抑制尿酸轉運體OAT4 和URAT1對尿酸的重吸收，從而促進尿酸排泄[17]。史坤等[18]發現葛根素有抑制尿酸生成和促進尿酸排泄的雙重作用，可促進HK-2 細胞內ABCG2基因和蛋白表達，從而影響體內尿酸排泄水平[19]。一項在人腎小管上皮細胞中對尿酸吸收的考察實驗顯示，玉米須總黃酮能夠抑制HK-2 細胞對尿酸的吸收，上調ABCG2、OAT1、OAT3的mRNA表達，下調URAT1和PDZK1的mRNA 表達，有效降低體內尿酸[20]。在動物實驗中，桑黃素通過下調URAT1 和GLUT9 的表達和上調OAT1 的表達影響小鼠尿酸排泄水平[21]。芹菜素能夠通過下調URAT1 和GLUT9 的表達促進尿酸排泄，同時具有改善腎纖維化的保護作用[22]。白楊素可有效降低尿酸水平，包括上調OAT1 和ABCG2，下調GLUT9 和URAT1 的表達促進尿酸排泄，同時可影響黃嘌呤氧化酶（XOD）活性抑制體內尿酸產生[23]。

2.2 皂苷類

盧芳等[24]發現穿山龍總皂苷可以促進尿酸排泄，其機制可能為上調尿酸轉運體OAT1 的表達，另一項實驗也證實了穿山龍總皂苷可通過回調ABCG2 蛋白的表達促進尿酸排泄[25]。實驗發現七葉蓮總皂苷通過抑制URAT1 表達起到促尿酸排泄作用，并且其降尿酸作用呈現一定的劑量依賴性[26]。薯蕷皂苷通過抑制GLUT9 和URAT1，上調OAT1 和OAT3 的表達水平，達到增加尿酸排泄的效果[27]。萆薢總皂苷可以通過抑制腎臟尿酸轉運蛋白URAT1 的表達減少尿酸重吸收，進而促進尿酸排泄[28]，其降低尿酸水平與劑量成正比，尿液檢測發現給予萆薢總皂苷后，大鼠尿液中尿酸及尿酸排泄量、尿酸排泄分數等都有所提高[29-31]。康樂等[32]發現牛膝莖葉總皂苷有促進尿酸排泄的作用，其可能的機制為上調尿酸轉運蛋白OAT1 的表達并下調URAT1 和GLUT9 的表達。

2.3 多糖類

中藥茯苓中的茯苓多糖能夠上調OAT1、下調URAT1 的表達從而增加尿酸排泄，同時還具有一定的腎臟保護作用[33]。枸杞多糖有抑制尿酸產生和促進尿酸排泄的雙重作用，其促進尿酸排泄的機制為上調OAT1、OAT3 以及下調GLUT9的表達[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運蛋白 ABCG2、OAT1 和URAT1 的表達起到降尿酸效果[35]。

2.4 其他

水蛭素通過下調尿酸轉運蛋白GLUT9 而有效降低血清尿酸水平，并且對腎臟有一定保護作用[36]，體內及體外實驗也證明其可以促進尿酸排泄，這一作用是通過上調尿酸轉運蛋白OAT1，下調URAT1 和GLUT9 的表達實現的[37-38]。梔子苷既能抑制尿酸的過度生成，又可以通過上調OAT1、下調URAT1和GLUT9的mRNA 及蛋白表達提升體內尿酸排泄量[39-40]。白藜蘆醇是一種多酚類化合物，來源廣泛，被證實具有調控尿酸轉運蛋白表達的效果，可下調GLUT9 進而促進尿酸排泄[41-42]。中藥菊苣中的活性成分菊苣酸能通過抑制GLTU9 的表達促進尿酸排泄[43]（見表1）。

表1 中藥有效成分對尿酸轉運蛋白的調控Tab 1 Regulation of uric acid transporters by active components of traditional Chinese medicine

3 中藥對尿酸轉運蛋白的調控

3.1 中藥醇提物

虎杖醇提液對高尿酸血癥小鼠有促進尿酸排泄的作用[44]，其通過調控GLUT9、URAT1 和OAT1 蛋白及其mRNA 的表達，從而增加機體尿酸的排泄[45]。曾金祥等[46]發現車前草醇提物可通過下調腎臟URAT1的mRNA 表達促進高尿酸血癥小鼠的尿酸排泄。近來有研究提出秦皮醇提物可以降低血尿酸水平，其機制可能與下調尿酸轉運蛋白URAT1 和GLUT9 表達相關[47]。杜仲醇提物可以上調腎臟有機陰離子轉運蛋白OAT1和OAT3 的表達，同時下調URAT1 和GLUT9 的表達，起到促進尿酸排泄的作用[48]。閆曼等[49]對高尿酸血癥模型大鼠灌胃益母草醇提物并檢測血清尿酸和肌酐，尿液尿酸以及腎臟中相關尿酸轉運蛋白，結果表明，血清尿酸和肌酐降低，尿液尿酸水平升高，其促尿酸排泄的機制之一為下調URAT1和GLUT9的mRNA 表達。劉非等[50]對鼠麴草的降尿酸活性進行研究，發現其具有促進尿酸排泄、抑制尿酸生成以及保護腎臟的多重藥理作用，其具體干預靶點有待進一步研究。美花石斛是常用的藥用石斛之一，經動物實驗證實其有促進尿酸排泄的作用，機制為上調OAT1 表達，下調URAT1 和GLUT9 表達[51]。鐵皮石斛葉提取物有降低尿酸的功效，包括影響XOD 活性抑制尿酸產生，此外可通過上調ABCG2 及下調URAT1 和GLUT9 的表達促進尿酸排泄[52]。

3.2 中藥水提物

菊苣水提物通過下調GLUT9、上調OAT1 和OAT3 蛋白表達，從而增加腎臟尿酸排泄[53]，還可以上調ABCG2 表達[54]。孫紅等[55]研究表明，土茯苓可抑制蛋白URAT1 的mRNA 表達，達到促進尿酸排泄的作用，丁瑞等[56]同樣證實土茯苓促進尿酸排泄機制之一為下調腎臟URAT1及GLUT9的mRNA 表達。貓須草水提物可以通過上調OAT1 以及下調URAT1 的表達起到促進尿酸排泄的作用[57]。茯苓提取物被證實具有降尿酸和保護腎臟的作用，其機制可能是上調腎臟內ABCG2 的表達[58]。動物實驗證實葉下珠提取物通過下調URAT1 蛋白的表達有效促進小鼠尿酸排泄[59]。此外有學者研究益智仁水提液和醇提液合并的提取物，發現其可通過下調高尿酸血癥大鼠腎臟中URAT1 和上調OAT1 蛋白水平進而促進尿酸排泄[60]（見表2）。

表2 中藥提取物對尿酸轉運蛋白的調控Tab 2 Regulation of uric acid transporters by extract of traditional Chinese medicine

4 展望

HUA 是痛風最重要的生化基礎，也是誘發痛風最危險的因素，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，已成為嚴重威脅人類健康的代謝性疾病。近年來，基于其發病機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轉運蛋白，并明確其結構與功能。同時，將其作為藥物的干預靶點促進尿酸排泄治療HUA 也取得了一定進展，近年來干預尿酸排泄的蛋白研究主要圍繞URAT1、GLUT9 和OAT1 等，見圖1。

圖1 尿酸轉運蛋白在文中出現次數Fig 1 Number of times of uric acid transporters in the text

中藥在促進尿酸排泄的基礎上擁有良好的安全性，不僅為防治HUA 及痛風提供了多方面、多角度的治療方案，同時發現了一些新的降尿酸作用靶點，如菊苣提取物及大黃中的有效成分大黃酸可以有效促進尿酸自腸道排出，對于腎功能不全的患者治療有重要的意義。但中藥防治HUA及痛風也存有不足之處，當下中藥用于臨床治療HUA 主要還是通過方劑形式，由于中藥機制及其作用靶點復雜，多種單味藥組合后的具體有效成分和/或作用機制也有待明確，攻克單味中藥及方劑的具體機制仍是當前中藥邁向國際化的重點。隨著尿酸轉運蛋白的深入研究，將分子生物學、基因技術等現代醫學手段結合傳統中醫藥理論，相信可以進一步揭示中藥防治HUA 的機制，為治療HUA 及痛風藥物的研發提供新思路。