基于尿酸转运蛋白调控机制探讨中药改善高尿酸血症的研究进展

辛家东，高建东

1.上海中医药大学附属曙光医院肾病科（上海 201203）；2.上海中医药大学中医肾病研究所，肝肾疾病病证教育部重点实验室（上海 201203）

尿酸是一种弱有机酸，作为人体嘌呤代谢的最终产物，约2/3尿酸的产生源自内源性因素，1/3由摄入嘌呤丰富的食物所造成［1］。由于尿酸盐氧化酶的进化缺失，人类与灵长类动物无法将尿酸进一步分解代谢成水溶性更高的产物［2］，因此人类的血清尿酸水平比其他的哺乳动物高5～6倍［3］。血清尿酸水平大于420 μmol/L定义为高尿酸血症（hyperuricemia，HUA）［4］。近年来，HUA患病率呈明显上升趋势，男性患病率远高于女性，老年人患病率高于其他年龄段，但许多国家对HUA的管理理念并不一致，只有1/3至一半的患者接受过降尿酸治疗，故对于HUA的治疗成为医学界研究的热点［5］。有研究［6］表明HUA与肾脏疾病、心血管疾病、其他代谢性疾病等密切相关，并被认为是肥胖症、糖尿病、高血压的最佳独立预测因素［7］。人体长期处于高尿酸水平时可产生尿酸盐结晶沉积，引发炎症并导致周围组织的损伤，即痛风的发病机制［8］，实际上这背后存在着尿酸盐产生和排泄之间的稳态失调。

目前降尿酸的西药主要为抑制尿酸生成药（如别嘌醇、非布司他等）和促进尿酸排泄药（如丙磺舒、苯溴马隆等），然而这些药物可能引发严重的不良反应，如恶心、腹泻、皮疹、肝功能异常，甚至肝衰竭［8］。中药治疗本病效果明显，并且有许多相关中药制剂获得了国家专利。Yuan等［9］研究发现有183项治疗HUA的中药专利，其中包括中药复方的不同剂型、中药提取物以及中药提取物的衍生物。近年来研究［10］显示，多种尿酸转运蛋白编码基因的多态性与HUA发病密切相关，主要分为尿酸重吸收转运蛋白和尿酸分泌转运蛋白。Lee等［11］认为肾脏中尿酸的转运蛋白可能是治疗HUA的关键药物靶点。本文就中药靶向尿酸转运蛋白调控机制改善HUA的研究进展进行综述，以期为临床治疗提供理论与数据支撑。

1 尿酸重吸收转运蛋白

Enomoto等［12］首次在肾皮质近曲小管上皮细胞管腔膜侧发现大量表达的尿酸盐阴离子转运体1（URAT1），通过检测发现URAT1可重吸收约50%的尿酸量。URAT1具有高容量分布特点，对尿酸亲和力较低，但对于调节人体血尿酸浓度具有重要作用［13-14］。URAT1已被认为是HUA产生的关键靶点，其氨基酸的变化可对尿酸吸收程度产生影响［15］。临床上一些促进尿酸排泄的药物如丙磺舒、苯溴马隆，可通过与URAT1结合产生干扰尿酸重吸收的作用，以促进尿酸排泄［16］。

有研究［17］表明，葡萄糖转运体9（GLUT9）在参与近端小管的尿酸重吸收过程中发挥着关键作用，甚至可能比URAT1的作用更为明显。GLUT9具有两种不同N端的变体，分别是GLUT9-L（长异构体）和GLUT9-S（短异构体），GLUT9-L的主要作用是负责尿酸排泄，而GLUT9-S则具有更高的尿酸转运能力，能够重吸收肾小管腔中的尿酸［18］。由于SLC2A9基因上36 kb缺损，使231个氨基酸的蛋白被截断导致GLUT9功能丧失，临床上会出现HUA、自发性高血压、血脂升高［19］。

图1 肾小管上皮细胞尿酸重吸收转运蛋白

2 尿酸分泌转运蛋白

三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G2（ABCG2）在血清尿酸稳态中发挥着关键作用，由位于染色体4q21-q22痛风易感位点（MIM 138900）上的基因所编码，在肝、肾和肠中均有表达，是一种高容量尿酸盐转运蛋白，生理上可以介导肾内以及肾外（肠）的尿酸排泄；在一些特殊情况中，若ABCG2发生功能异常则会引起肾尿酸排泄缺乏，最终导致肾排泄不足型HUA的发生。［21-22］Komori等［23］在细胞实验中发现，在高尿酸环境下引发的氧化应激会抑制蛋白激酶B（Akt）的磷酸化，使ABCG2的表达下调，在造成细胞损伤的同时也解释了HUA病情进展至痛风的原因。有研究［24］显示，ABCG2轻度至重度功能障碍患者可占据早期痛风发作患者的88.2%，而严重ABCG2功能障碍则能够明显提高痛风早期发作的风险。ABCG2可能在肠道尿酸排泄中的价值更为重要，尿酸在人和小鼠的肠上皮细胞ABCG2的作用下分泌到肠中得以排出体外。一项临床研究［25］发现，ABCG2具有介导肠道尿酸排泄的作用。Yano等［26］在5/6肾切除小鼠回肠中发现ABCG2的表达显著增加，尽管尿酸排泄减少但血清尿酸水平并未升高，表明肠道可能发挥了肾外替代作用。在慢性肾脏病导致肾脏排泄尿酸的途径发生障碍时，ABCG2介导的肠道尿酸盐转运能在一定程度上弥补其代谢不足的后果［27］。

有机阴离子转运体（OATs）由SLC22A基因编码，目前已知的有超过11个亚型，免疫定位表明OATs在人体中分布极为广泛，在肝脏、肾脏、小肠等组织均有表达［28］。其中OAT1、OAT2、OAT3、OAT4、OAT10与尿酸的转运有关联，而OAT1与OAT3为主要负责尿酸分泌的蛋白。OAT1在尿酸代谢中具有重要作用，当OAT1发生功能障碍或表达下降时，会显著增加HUA、痛风的发病风险，甚至病情会进展至痛风性肾病［29］。Wu等［30］发现在OAT3被敲除的小鼠体内血清尿酸水平是对照组小鼠的1.4倍，证明了OAT3在尿酸转运方面的能力。OAT1与OAT3蛋白通过双羧酸与有机离子的交换排泄尿酸，共同参与了肾中尿酸的转运，特别在尿酸的分泌排泄方面表现突出［31］。因此，研发以OAT1/OAT3作为靶点的药物可促进尿液中尿酸的排泄，降低血尿酸浓度，为治疗痛风新药的开发提供数据支撑［32］。

多药耐药相关蛋白（MRP4）单核苷酸多态性rs4148500的突变与痛风发生具有相关性，能够降低男性尿酸排泄水平［33］。此外，在一项动物实验［34］中发现，鸡在肾脏和肠道的尿酸排泄能力与乳腺癌耐药蛋白（BCRP）和MRP4的表达呈正相关，然而在应用磺胺类药物导致肾功能受损时，回肠中MRP4和BCRP的水平均明显升高，肾中MRP4和BCRP水平轻度升高，认为MRP4和BCRP不仅是肾尿酸排泄的主要调节剂，还可发挥更多肾外尿酸排泄的作用。因此，MRP4可能为影响尿酸平衡的药物开发提供一个潜在靶点，但需展开更多的动物、临床研究进行评估。

钠依赖性磷酸转运蛋白1（NPT1）是肾脏排泄尿酸的重要载体，其中1269T突变体可以显著降低痛风发生的风险［35］。另有研究［36］表明NPT1的一个突变（rs3799352）是正常人及无症状HUA患者发展至痛风的保护因素。钠依赖性磷酸转运蛋白4（NPT4）免疫学定位与NPT1极为相似，高表达于肾近端小管上皮细胞顶膜，两者共同参与上皮细胞分泌尿酸盐至肾小管腔，以降低血尿酸的浓度［37］。此外，NPT4作为一种电压驱动的尿酸流出转运体，当细胞外钾离子浓度升高，NPT4底物转运能力也随之增强，但这种能力会被袢利尿剂以剂量依赖的形式所抑制，进而出现HUA［38-39］。由此解释了临床中使用利尿剂导致的继发性痛风可能与NPT4受到抑制有关。因此，HUA或原发性痛风患者在应用利尿剂治疗时需权衡利弊，慎重选择药物。见图2。

图2 肾小管上皮细胞尿酸分泌转运蛋白

3 中药干预尿酸转运蛋白的实验研究

中药在治疗HUA方面具有疗效明确、不良反应少等优势。大量实验研究表明，单味中药、单味中药有效成分提取物以及中药复方能够通过干预尿酸转运蛋白表达，以降低HUA动物模型的血尿酸水平。

3.1 单味中药或其提取物对尿酸重吸收转运蛋白的调控 黄柏是治疗痛风的常用中药，主要成分为小檗碱（BBR）。Li等［40］研究发现高剂量的BBR能够显著下调URAT1的表达，从而达到抗HUA和保护肾脏的作用。二氢小檗碱（DHB）是BBR的一种氢化衍生物，同样具有良好的降尿酸效果。Xu等［41］通过实验发现，同等浓度的BBR和DHB均能有效调节HUA小鼠URAT1和GLUT9的表达。

《本草拾遗》记载：“诸药为各病之药，茶为万病之药。”绿茶、普洱茶已被证实具有降尿酸的作用。绿茶提取物表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）具有降尿酸的作用。EGCG能够显著下调GLUT9和URAT1 mRNA的表达水平，相对高浓度的EGCG具有更好的抑制尿酸重吸收蛋白表达的能力，相同浓度的EGCG对URAT1的抑制效果要高于GLUT9，这也表明了GLUT9和URAT1可能是EGCG治疗HUA的潜在靶点［42］。普洱茶同样具有良好的降尿酸作用。Zhao等［43］发现不同剂量的普洱熟茶均能够明显抑制URAT1 mRNA以及蛋白水平表达，同时也都能够显著降低GLUT9在蛋白水平的表达；然而不同于EGCG的是，普洱熟茶只有在低、中剂量下才能有效地降低GLUT9 mRNA的表达；各剂量的普洱熟茶均不会上调OAT1的表达，这可能意味着普洱熟茶是通过抑制尿酸重吸收转运蛋白（URAT1、GLUT9）表达，以实现促进尿酸排泄的功效。

社会组织的多元性不仅体现在经济分层带来的利益群体多元化，更大程度上来源于社会生活的丰富多彩和人们需求的不同。有人倾向从经济分层的角度讨论社会组织的多元性，笔者更倾向于从人自身的需求不同探寻社会组织的多元性。

菊苣具有利尿消肿功效，近年来研究发现其具有显著的降尿酸作用。有研究［44］表明中、高剂量菊苣可以显著抑制URAT1和GLUT9 mRNA表达水平，但是低剂量菊苣没有类似的抑制效果；各剂量的菊苣对于OAT1和OAT3 mRNA表达均没有明显影响，以上表明菊苣的降尿酸活性可能是通过抑制尿酸重吸收蛋白（URAT1、GLUT9）表达而非促进尿酸分泌转运蛋白（OAT1、OAT3）表达来实现的。

鼠曲草茎叶入药，为镇咳、祛痰、治气喘和支气管炎以及非感染性溃疡、创伤之常用药，内服还有降血压疗效。此外，鼠曲草具有抑制黄嘌呤氧化酶以及降尿酸等药理活性。Zhang等［45］研究发现鼠曲草对URAT1和GLUT9的调节具有剂量依赖性，中、高剂量的鼠曲草对URAT1和GLUT9表达具有更好的调节作用。

向日葵以花序托（花盘）、根、茎髓、叶及种子入药，古医籍中记载了葵花头的药用价值，可祛湿、驱寒。葵花头酶水解物（SHEH）可以显著降低HUA大鼠的尿酸水平［46］。Liu等［47］研究发现SHEH对URAT1的调控具有剂量依赖性，高剂量的SHEH对URAT1在蛋白水平和mRNA水平的抑制效果强于中、低剂量实验组，表明了尿酸重吸收转运蛋白URAT1是SHEH降尿酸的一个潜在靶点。见表1。

表1 单味中药或其提取物对尿酸重吸收转运蛋白的调控

3.2 单味中药或其提取物对尿酸分泌转运蛋白的调控 临床上土茯苓常用于治疗HUA及痛风，土茯苓中的黄酮类化合物是土茯苓降尿酸的主要活性成分，其提取物光叶总黄酮类化合物（TFSG）能够显著提升OAT1的表达，表明了TFSG可以通过促进尿酸分泌蛋白OAT1的表达进而实现降尿酸的效用［48］。

杨树菇富含多种营养物质，据文献记载其具有一定药用价值。Yong等［49］制备了杨树菇的乙醇提取物（AAE）和水提取物（AAW），实验结果显示高浓度的AAE和AAW能同时增加URAT1和OAT1的表达，证实了AAE和AAW是通过靶向尿酸分泌转运蛋白OAT1，而不是尿酸重吸收转运蛋白URAT1来实现降尿酸效果。见表2。

表2 单味中药或其提取物对尿酸分泌转运蛋白的调控

3.3 单味中药或其提取物对尿酸重吸收及分泌转运蛋白的调控 荨麻是荨麻科荨麻属多年生草本植物，据记载，其具有清热祛湿等功效。现代药理学研究［50］表明，荨麻属富含多种化合物，包括黄酮类、生物碱、香豆素、有机酸、木脂素等，具有抗炎镇痛、抗风湿等多种药理活性。从荨麻中提取制备的石油醚提取物（UWP）、乙酸乙酯提取料（UWE）、正丁醇提取物（UWB）和醇溶性提取物 （UWA）能显著下调URAT1 mRNA的表达，而高低剂量UWP、低剂量UWE和高剂量UWA能大幅度提升OAT1 mRNA的表达［50］。

中药杜仲富含木脂素、环烯醚萜、苯丙素等多种活性成分，在补肝肾、强筋骨、安胎等方面具有显著效果［51］。杜仲的乙醇提取物能显著提高OAT1与OAT3 mRNA表达，同时降低URAT1与GLUT9 mRNA表达［51］。

山药所含活性成分薯蓣皂苷具有降低尿酸水平的功效［52］。有研究［52］显示薯蓣皂苷剂量依赖性降低URAT1的表达并增强OAT1的表达，表明薯蓣皂苷可以调节尿酸重吸收转运蛋白以及尿酸分泌转运蛋白的表达，进而实现降尿酸的作用。

灵芝富含多糖、三萜类、生物碱及有机酸等多种活性物质，具有止咳平喘、护肝利尿和降血压等功效［53］。灵芝的水提取物和乙醇提取物均能抑制URAT1和GLUT9 mRNA的表达并促进OAT1的表达，揭示了灵芝的降尿酸特性是与尿酸重吸收转运蛋白和尿酸分泌转运蛋白息息相关［53］。

桑枝具有祛风湿、利关节等功效［54］。桑枝乙醇提取物以剂量依赖性的方式来降低URAT1和GLUT9在蛋白质和mRNA水平的表达，同时促进OAT1在蛋白质和mRNA水平的表达，从而促进尿酸盐排泄，达到降低血清尿酸盐水平的效果［54］。

荷叶中富含生物碱、槲皮素及草酸等活性物质［55］。An等［55］从荷叶中提取了粗提取物（LL）和总生物碱组分（LA），实验结果显示各剂量的LL和LA均能够加强OAT3 mRNA的表达，中、低剂量LL和高、低剂量LA能促进OAT1 mRNA的表达，高、中剂量的LL和低剂量的LA显著抑制GLUT9 mRNA的表达，仅低剂量的LA可以抑制URAT1的表达，表明荷叶降尿酸的过程是通过调控尿酸重吸收转运蛋白URAT1/GLUT9以及尿酸分泌转运蛋白OAT1/OAT3的表达来实现的。

石斛具有益胃生津、滋阴清热的功效，其具有抗炎、抗氧化、抗菌以及降尿酸的作用［56］。有研究［56］显示石斛提取物以剂量依赖性来降低URAT1和GLUT9的表达并促进OAT1和OAT3的表达，其中中、高剂量的石斛提取物能抑制URAT1的表达，高剂量的石斛提取物可以促进OAT3的表达，提示石斛是通过调节尿酸重吸收转运蛋白和尿酸分泌转运蛋白来实现降尿酸的功效。

绞股蓝主要活性成分绞股蓝皂苷能够发挥多种药理作用，如降低血糖、胆固醇水平以及抗氧化等［57］。绞股蓝皂苷能够显著抑制URAT1和GLUT9的表达并促进OAT1的表达，表明绞股蓝皂苷可以同时作用于尿酸重吸收转运蛋白以及尿酸分泌转运蛋白来促进尿酸盐的排泄［57］。见表3。

表3 单味中药或其提取物对尿酸重吸收及分泌转运蛋白的调控

3.4 中药复方对尿酸重吸收及分泌转运蛋白的调控中药复方由两味及两味以上的中药组成，相比于单味中药，其具有更多生物活性成分。因此，中药复方在治疗HUA与痛风时大多可以通过对尿酸重吸收转运蛋白和尿酸分泌转运蛋白同时作用，以实现降尿酸和肾保护的功效。

四妙丸是治疗HUA与痛风的常用方剂，由黄柏、苍术、牛膝、薏苡仁组成。研究［58］发现，四妙丸能够以剂量依赖性的方式下调HUA小鼠体内GLUT9、URAT1的表达及上调OAT1的表达，以达到增加肾脏尿酸盐排泄的目的；此外，四妙丸还可以降低血肌酐含量，进而改善HUA小鼠肾脏功能障碍。Hua等［59］在四妙丸原方基础上减去苍术，加入粉萆薢与知母两味中药，化裁出具有益气解毒、消炎排尿功效的加味四妙丸，实验结果表明此方可降低HUA小鼠血清尿酸水平，其作用机理可能与上调OAT1和下调URAT1蛋白表达水平有关。

四物汤由当归、川芎、白芍、熟地黄组成，具有补血活血的功效。四物汤在下调HUA小鼠体内URAT1和GLUT9蛋白水平的同时还可上调OAT1和ABCG2蛋白的表达，最终可降低模型小鼠血尿酸水平，实现利尿的效果［60］。

二丁颗粒由紫花地丁、蒲公英、半边莲及板蓝根组成，临床上常被作为清热解毒剂，在“二丁颗粒增加功能主治”开发项目中发现其具有显著的降尿酸作用。研究［61］表明二丁颗粒50%乙醇提取物可以显著抑制HUA大鼠体内URAT1和GLUT9蛋白水平的表达，并提升OAT1蛋白水平的表达，此外高浓度的二丁颗粒提取物对GLUT9的抑制效果要明显优于URAT1，上述验证了二丁颗粒可以同时调节尿酸重吸收转运蛋白和尿酸分泌转运蛋白的表达，进而达到促进尿酸排泄、降低血尿酸水平的目的。

五苓散由猪苓、茯苓、白术、泽泻、桂枝组成，具有温阳化气、利湿行水功效。研究［62］发现，五苓散能够上调HUA小鼠体内OAT1蛋白及其mRNA的表达水平，同时下调URAT1、GLUT9蛋白及mRNA的表达水平，以促进24 h尿酸盐排泄，增加尿酸排泄分数（FEUA），达到降低HUA小鼠血清尿酸水平的功效。此外，五苓散还能够上调HUA小鼠体内ABCG2的表达，进而显著降低HUA模型小鼠的血尿酸、血肌酐与血尿素氮水平，增加FEUA［63］。见表4。

表4 中药复方对尿酸重吸收及分泌转运蛋白的调控

4 小结

尿酸相关转运蛋白广泛存在于肾小管上皮细胞中，大量研究表明肾脏尿酸排泄减少与尿酸转运蛋白关系密切。目前实验研究基本都集中在用药后URAT1、GLUT9、ABCG2、OAT1和OAT3的表达情况，可能与这些尿酸转运蛋白参与了绝大部分尿酸盐的排泄有关。因此，深入研究尿酸转运蛋白有望在分子层面揭示HUA及痛风的发病机理，对于探索降尿酸药物的新靶点与新型降尿酸药物的开发研究均具有积极作用。中药治疗HUA及痛风疗效确切，但单味中药及中药复方成分复杂，具有多途径、多靶点的药理作用，应当在传统中医药理论基础上结合基因技术、分子生物学技术等进行深入研究，挖掘及阐明中药及其有效成分、中药复方降低血清尿酸水平的作用机制与靶点。