基于尿酸转运蛋白的中药治疗高尿酸血症的研究进展

张凤阳，邢志华*，申光焕，高原，韩维娜，程美池，徐志远（1. 哈尔滨商业大学药学院，哈尔滨 150076；2. 黑龙江省预防与治疗老年病药物研究重点实验室，哈尔滨 150076；. 哈尔滨医科大学药学院，哈尔滨 150081）

近年来，随着国民饮食结构的改变，我国高尿酸血症（hyperuricemia，HUA）发病率逐年攀升。研究表明，约90%原发性HUA 跟尿酸排泄障碍有关，因此促进尿酸排泄是预防和治疗HUA 的关键。尿酸的排泄过程包括滤过-重吸收-分泌-重吸收四个步骤，除滤过外其余步骤均需要尿酸转运蛋白的参与，尿酸转运蛋白在尿酸排泄过程中发挥着重要作用[1-2]。在临床中，中药用于降尿酸具有疗效明确和毒副作用低的优点，随着研究深入，其降尿酸机制也受到广泛关注。本文围绕相关尿酸转运蛋白，在分子水平上，对中药通过促进尿酸排泄治疗HUA 的作用机制及其研究进展加以综述。

1 尿酸转运蛋白

肾小管对尿酸的排泄依托于离子通道，这一过程又依靠尿酸转运蛋白完成。尿酸转运蛋白分为重吸收蛋白和分泌蛋白，重吸收蛋白主要包括葡萄糖转运蛋白9（glucose transporter 9，GLUT9）、尿酸阴离子转运体1（urate anion transporter 1，URAT1）和有机阴离子转运体家族（organic anion transporters，OATs） 中的OAT4；分泌蛋白主要包括有机阴离子转运体OATs 家族中的OAT3 与OAT1，三磷酸腺苷结合转运蛋白G2（ATP-binding cassette superfamily G member 2，ABCG2）以及多药耐药蛋白4（multidrug resistance protein 4，MRP4）。除这两类以外还有其他蛋白参与尿酸排泄过程，如支架蛋白PDZK1（PDZ domain-containing 1，PDZK1）等。

1.1 尿酸重吸收蛋白

URAT1 是在人肾脏发现的尿酸重吸收蛋白[3]，由SLC22A12基因编码，定位于肾脏近端小管细胞的顶端（刷状缘）膜，通过介导管腔内的尿酸与近曲小管上皮细胞内无机阴离子（如Cl-）和有机阴离子（如乳酸盐）的交换，从而将尿酸从管腔内进行重吸收，临床上用于促进尿酸排泄的药物如丙磺舒等即通过与URAT1 结合从而促进尿酸排泄，而当URAT1基因缺失或发生突变，会出现肾功能障碍和尿酸排泄异常，证实URAT1 是参与尿酸排泄的重要靶点[4]。GLUT9是一类应用于高尿酸血症的治疗靶点，参与肾脏近端小管尿酸盐重吸收的葡萄糖转运蛋白，属于SLC2A9 家族，由细胞膜胞质面的氨基末端、羧基末端和12 个跨膜螺旋环组成，主要分布于近端小管的上皮细胞基底外侧膜和顶端，由于氨基末端存在差异性导致有两种不同的异构体（GLUT9S 和GLUT9L）[5-6]。有机阴离子转运体4（OAT4）是已发现的OATs 中为数不多的介导尿酸重吸收的蛋白，由SLC22A11基因编码，位于肾小管上皮细胞的顶端，有助于有机阴离子（如尿酸）从尿液中重吸收返回近端肾小管细胞，发挥尿酸重吸收作用[7]。

1.2 尿酸分泌蛋白

尿酸分泌蛋白如有机阴离子转运体OATs 家族中的OAT1 与OAT3，两者在肾脏中都是以α-酮戊二酸盐作为交换底物（如尿酸）。OAT1 由SLC22A6基因编码，大多数表达于肾脏近端小管的基底膜面上；OAT3 由SLC22A8基因编码，主要在肾脏近端小管以及远端小管表达，约为OAT1表达的3 倍[8-9]。HUA 发生时，OAT1 与OAT3 的表达均有所下降[10]。另一种尿酸分泌蛋白ABCG2也与HUA 和痛风的发生相关，属于ABC 转运家族，表达于肾脏近曲小管上皮细胞顶端膜上[11]，研究发现ABCG2 功能缺失会导致肾功能异常的慢性肾病患者出现HUA，证实其是痛风或HUA发病的一个重要机制[12]。MRP4 是多药耐药蛋白家族一员，由ABCC4基因编码，在体内分布广泛，在转运过程中消耗三磷酸腺苷（ATP），这一特性类似于ABCG2，当MRP4基因突变时可导致HUA 的发生，证实这一靶点与体内尿酸水平息息相关[13-14]。

1.3 其他参与尿酸排泄的蛋白

PDZK1 属于PDZ 蛋白家族，作为多种转运蛋白和调控蛋白的支架蛋白，是一种特殊的辅助蛋白，在人体内表达广泛，通过与其他尿酸转运蛋白相结合从而参与人体内尿酸转运，间接影响了HUA 的发病过程[15-16]。

2 中药有效成分对尿酸转运蛋白的调控

2.1 黄酮类

甘草素通过抑制尿酸转运体OAT4 和URAT1对尿酸的重吸收，从而促进尿酸排泄[17]。史坤等[18]发现葛根素有抑制尿酸生成和促进尿酸排泄的双重作用，可促进HK-2 细胞内ABCG2基因和蛋白表达，从而影响体内尿酸排泄水平[19]。一项在人肾小管上皮细胞中对尿酸吸收的考察实验显示，玉米须总黄酮能够抑制HK-2 细胞对尿酸的吸收，上调ABCG2、OAT1、OAT3的mRNA表达，下调URAT1和PDZK1的mRNA 表达，有效降低体内尿酸[20]。在动物实验中，桑黄素通过下调URAT1 和GLUT9 的表达和上调OAT1 的表达影响小鼠尿酸排泄水平[21]。芹菜素能够通过下调URAT1 和GLUT9 的表达促进尿酸排泄，同时具有改善肾纤维化的保护作用[22]。白杨素可有效降低尿酸水平，包括上调OAT1 和ABCG2，下调GLUT9 和URAT1 的表达促进尿酸排泄，同时可影响黄嘌呤氧化酶（XOD）活性抑制体内尿酸产生[23]。

2.2 皂苷类

卢芳等[24]发现穿山龙总皂苷可以促进尿酸排泄，其机制可能为上调尿酸转运体OAT1 的表达，另一项实验也证实了穿山龙总皂苷可通过回调ABCG2 蛋白的表达促进尿酸排泄[25]。实验发现七叶莲总皂苷通过抑制URAT1 表达起到促尿酸排泄作用，并且其降尿酸作用呈现一定的剂量依赖性[26]。薯蓣皂苷通过抑制GLUT9 和URAT1，上调OAT1 和OAT3 的表达水平，达到增加尿酸排泄的效果[27]。萆薢总皂苷可以通过抑制肾脏尿酸转运蛋白URAT1 的表达减少尿酸重吸收，进而促进尿酸排泄[28]，其降低尿酸水平与剂量成正比，尿液检测发现给予萆薢总皂苷后，大鼠尿液中尿酸及尿酸排泄量、尿酸排泄分数等都有所提高[29-31]。康乐等[32]发现牛膝茎叶总皂苷有促进尿酸排泄的作用，其可能的机制为上调尿酸转运蛋白OAT1 的表达并下调URAT1 和GLUT9 的表达。

2.3 多糖类

中药茯苓中的茯苓多糖能够上调OAT1、下调URAT1 的表达从而增加尿酸排泄，同时还具有一定的肾脏保护作用[33]。枸杞多糖有抑制尿酸产生和促进尿酸排泄的双重作用，其促进尿酸排泄的机制为上调OAT1、OAT3 以及下调GLUT9的表达[34]。浒苔是一种石莼属海洋绿藻，浒苔多糖是其主要活性成分，有研究表明浒苔多糖可影响尿酸转运蛋白 ABCG2、OAT1 和URAT1 的表达起到降尿酸效果[35]。

2.4 其他

水蛭素通过下调尿酸转运蛋白GLUT9 而有效降低血清尿酸水平，并且对肾脏有一定保护作用[36]，体内及体外实验也证明其可以促进尿酸排泄，这一作用是通过上调尿酸转运蛋白OAT1，下调URAT1 和GLUT9 的表达实现的[37-38]。栀子苷既能抑制尿酸的过度生成，又可以通过上调OAT1、下调URAT1和GLUT9的mRNA 及蛋白表达提升体内尿酸排泄量[39-40]。白藜芦醇是一种多酚类化合物，来源广泛，被证实具有调控尿酸转运蛋白表达的效果，可下调GLUT9 进而促进尿酸排泄[41-42]。中药菊苣中的活性成分菊苣酸能通过抑制GLTU9 的表达促进尿酸排泄[43]（见表1）。

表1 中药有效成分对尿酸转运蛋白的调控Tab 1 Regulation of uric acid transporters by active components of traditional Chinese medicine

3 中药对尿酸转运蛋白的调控

3.1 中药醇提物

虎杖醇提液对高尿酸血症小鼠有促进尿酸排泄的作用[44]，其通过调控GLUT9、URAT1 和OAT1 蛋白及其mRNA 的表达，从而增加机体尿酸的排泄[45]。曾金祥等[46]发现车前草醇提物可通过下调肾脏URAT1的mRNA 表达促进高尿酸血症小鼠的尿酸排泄。近来有研究提出秦皮醇提物可以降低血尿酸水平，其机制可能与下调尿酸转运蛋白URAT1 和GLUT9 表达相关[47]。杜仲醇提物可以上调肾脏有机阴离子转运蛋白OAT1和OAT3 的表达，同时下调URAT1 和GLUT9 的表达，起到促进尿酸排泄的作用[48]。闫曼等[49]对高尿酸血症模型大鼠灌胃益母草醇提物并检测血清尿酸和肌酐，尿液尿酸以及肾脏中相关尿酸转运蛋白，结果表明，血清尿酸和肌酐降低，尿液尿酸水平升高，其促尿酸排泄的机制之一为下调URAT1和GLUT9的mRNA 表达。刘非等[50]对鼠麴草的降尿酸活性进行研究，发现其具有促进尿酸排泄、抑制尿酸生成以及保护肾脏的多重药理作用，其具体干预靶点有待进一步研究。美花石斛是常用的药用石斛之一，经动物实验证实其有促进尿酸排泄的作用，机制为上调OAT1 表达，下调URAT1 和GLUT9 表达[51]。铁皮石斛叶提取物有降低尿酸的功效，包括影响XOD 活性抑制尿酸产生，此外可通过上调ABCG2 及下调URAT1 和GLUT9 的表达促进尿酸排泄[52]。

3.2 中药水提物

菊苣水提物通过下调GLUT9、上调OAT1 和OAT3 蛋白表达，从而增加肾脏尿酸排泄[53]，还可以上调ABCG2 表达[54]。孙红等[55]研究表明，土茯苓可抑制蛋白URAT1 的mRNA 表达，达到促进尿酸排泄的作用，丁瑞等[56]同样证实土茯苓促进尿酸排泄机制之一为下调肾脏URAT1及GLUT9的mRNA 表达。猫须草水提物可以通过上调OAT1 以及下调URAT1 的表达起到促进尿酸排泄的作用[57]。茯苓提取物被证实具有降尿酸和保护肾脏的作用，其机制可能是上调肾脏内ABCG2 的表达[58]。动物实验证实叶下珠提取物通过下调URAT1 蛋白的表达有效促进小鼠尿酸排泄[59]。此外有学者研究益智仁水提液和醇提液合并的提取物，发现其可通过下调高尿酸血症大鼠肾脏中URAT1 和上调OAT1 蛋白水平进而促进尿酸排泄[60]（见表2）。

表2 中药提取物对尿酸转运蛋白的调控Tab 2 Regulation of uric acid transporters by extract of traditional Chinese medicine

4 展望

HUA 是痛风最重要的生化基础，也是诱发痛风最危险的因素，而且与肾脏疾病、高血压、高血脂症及糖尿病等多种疾病有关，已成为严重威胁人类健康的代谢性疾病。近年来，基于其发病机制的深入研究逐渐揭示了参与尿酸重吸收与排泄作用的相关转运蛋白，并明确其结构与功能。同时，将其作为药物的干预靶点促进尿酸排泄治疗HUA 也取得了一定进展，近年来干预尿酸排泄的蛋白研究主要围绕URAT1、GLUT9 和OAT1 等，见图1。

图1 尿酸转运蛋白在文中出现次数Fig 1 Number of times of uric acid transporters in the text

中药在促进尿酸排泄的基础上拥有良好的安全性，不仅为防治HUA 及痛风提供了多方面、多角度的治疗方案，同时发现了一些新的降尿酸作用靶点，如菊苣提取物及大黄中的有效成分大黄酸可以有效促进尿酸自肠道排出，对于肾功能不全的患者治疗有重要的意义。但中药防治HUA及痛风也存有不足之处，当下中药用于临床治疗HUA 主要还是通过方剂形式，由于中药机制及其作用靶点复杂，多种单味药组合后的具体有效成分和/或作用机制也有待明确，攻克单味中药及方剂的具体机制仍是当前中药迈向国际化的重点。随着尿酸转运蛋白的深入研究，将分子生物学、基因技术等现代医学手段结合传统中医药理论，相信可以进一步揭示中药防治HUA 的机制，为治疗HUA 及痛风药物的研发提供新思路。