高尿酸血症

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TUhjnbcbe - 2022/5/31 18:53:00
刘*连 https://www.zghy.org.cn/item/451728797949939712

?尿酸?症(HUA)是一种常?的广泛性代谢疾病,最常?的原因是尿酸(UA)产?过多和/或排泄不?。?尿酸?症是痛?的潜在危险因素,也已成为糖尿病、??压、动脉粥样硬化等多种代谢紊乱的独立?险因素。针对?尿酸?症的一般预防和治疗策略是降低?清尿酸(SUA)?平,这需要减少尿酸盐形成或增强尿酸盐排泄。*嘌呤氧化酶(XOD)是UA代谢的关键限速酶,可将次*嘌呤氧化为*嘌呤,随后将*嘌呤氧化为UA。因此,XOD可以被视为减少UA产?的重要目标。别嘌醇和非布司他是目前临床上最常用的两种治疗?尿酸?症的药物,可通过靶向XOD降低SUA?平,然而这些药物有着较强的*副作用如胃肠道*性、肝肾损伤等,所以有必要发现治疗?尿酸?症的候选药物。

*柏?期以来一直用于治疗?尿酸?症和痛?及各种炎症相关疾病。其特征成分小檗碱(BBR)在体外和体内也已被证明可有效缓解尿酸单钠晶体引发的痛?炎症。现代药理学研究证明它能够有效的抑制XOD的活性并一定程度的降低SUA水平。二氢小檗碱(DHB)是BBR的氢化衍?物,在体内对许多代谢疾病的疗效都有所提?,并且它具有良好的安全性。

近期来自南方医科大学的团队在《FrontiersinPharmacology》上发表了文章“Anti-HyperuricemicandNephroprotectiveEffectsof

DihydroberberineinPotassiumOxonate-andHypoxanthine-InducedHyperuricemicMice”,作者的研究表明DHB通过抑制肾脏中XOD、URAT1、GLUT9和NLRP3炎症小体的激活来发挥降尿酸的作用并且在发挥抗高尿酸血症作用的同时起到了一定的肾脏保护作用。

★DHB治疗对体重和器官系数的影响

DHB的治疗后体重、器官重量(肝脏和肾脏)和器官系数(肝脏和肾脏)发生明显变化(表2)。通过结果可以发现与NC组相比,高尿酸血症显着增加了肾脏重量和肾脏指数,然而DHB和BBR给药显着抑制了它们水平的升高。

★DHB治疗对UA、肌酐和BUN的影响

在发现DHB治疗对体征的影响后,作者对血清生化指标进行了检测。与NC组相比,PO/HX给药导致SUA浓度显着升高80.80%,说明HUA模型构建成功。在DHB给药后,SUA水平随DHB浓度增加下降明显,BBR也显着降低SUA。而在检测与肾功能不全的两个密切相关的参数,肌酐和BUN的血清表达水平时,作者发现,与NC组相比,HUA组血清肌酐和BUN水平明显升高,表明肾损伤严重,而DHB和BBR有效的逆转了其水平的增加(图2B,C),该结果提示DHB的治疗对肾功能有一定的保护作用。

Fig2.DHB对PO/HX致高尿酸血症小鼠血清UA及肾损伤血清标志物的影响

★DHB治疗对肾脏组织病理学特征的影响

肾脏的外观和组织病理学变化(图3)。与正常对照小鼠的肾脏呈规则的微红色相比,HUA组的肾脏组织苍白且形状不规则。然而,DHB治疗以剂量依赖性方式改善了这些变化,该结果提示DHB的治疗对肾脏有一定保护作用。通过组织病理学分析进一步验证了DHB的肾脏保护作用。正常组小鼠组织学特征正常,肾小管上皮细胞排列整齐,肾小球形态大小正常,无炎症迹象。而高尿酸血症小鼠则表现出严重的高尿酸血症病理特征,表现为炎性细胞浸润、肾小管扩张和透明管型形成。而BBR和DHB的治疗显着减轻了PO/HX造模小鼠的肾损伤,其组织学特征几乎保持正常。这些结果说明DHB可以改善HUA小鼠的肾脏损伤并具有肾脏保护作用。

Fig3.DHB对PO/HX致高尿酸血症小鼠肾脏一般状态及组织病理学改变的影响

★DHB处理对XOD和ADA活性、XODmRNA和蛋白质表达的影响

在发现了动物表征后,作者进行了进一步实验以验证DHB治疗的作用。为了评价DHB对小鼠UA产生的抑制作用,作者测定了肝脏和血清XOD活性、肝脏ADA水平、肝脏XODmRNA和蛋白表达。连续造模7天后,与正常组小鼠相比,模型组的肝脏和血清XOD水平明显升高,而DHB剂量依赖性地减弱了小鼠肝脏和血清中XOD地活性;同时,与HUA组相比,DHB给药后ADA地活性也显著降低(图4A-C)。从基因和蛋白表达水平观察,HUA组XOD地mRNA和蛋白表达水平明显上调,而DHB的治疗显著下调了XOD的mRNA和蛋白的表达(图4E,F)。

★体外XOD酶活性抑制试验

在体内证实了DHB能下调XOD的活性,作者接下来进行了体外抑制实验,以评估DHB在体外对XOD的抑制活性。抑制率结果显示DHB以浓度依赖性方式显示XOD酶抑制作用。DHB显着抑制XOD活性(图4D)。这一结果提示DHB对XOD具有抑制作用。

★分子对接研究

在这部分实验中,作者对DHB与XOD的作用位点进行了探究,作者通过分子对接模拟发现DHB可以进入疏水口袋并与XOD的活性位点相互作用。DHB的9,10-二甲氧基中的氧原子通过两个氢键与XOD的ARG键合。此外,它通过Pi-Pi相互作用与PHE和PHE结合,并通过Pi-Sigma相互作用与ALA、PRO和LEU结合。通过模拟对接作者确定了DHB与XOD的作用位点(图4G)。

Fig4.DHB在体外和体内对XOD的影响

★DHB治疗对GLUT9和URAT1的影响

在前面的实验部分,作者已经证明DHB的治疗是通过下调XOD的活性来发挥抗高尿酸血症的作用的,接下来作者检验了DHB的治疗能否影响尿酸代谢相关的GLUT9,URAT1的mRNA和蛋白的表达水平。通过mRNA表达水平结果可以看出,与NC组相比,模型组的GLUT9和URAT1的mRNA表达水平显著升高,而BBR和DHB的治疗显著降低了其表达水平;WB结果则显示在造模后URAT1和GLUT9的蛋白表达水平显著增加,高浓度的DHB和BBR有效地恢复了HUA诱导的URAT1和GLUT9蛋白的过表达(图5)。

Fig5.DHB对PO/HX致高尿酸血症小鼠肾脏URAT1和GLUT9基因及蛋白表达的影响

在验证了DHB的治疗能够通过影响尿酸代谢发挥抗高尿酸血症作用后,作者进行了进一步实验来验证DHB能否改善高尿酸血症引起的炎症以起到肾脏保护作用。在这部分实验分为两个部分,其一是对肾脏炎性因子的检测,另一部分则是对炎症通路的检测。

★DHB治疗对肾脏中炎性因子的影响

在这部分实验中,作者检测了肾组织中炎性细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18的水平,通过结果作者发现造模后的高尿酸血症小鼠炎性因子表达明显增加,而DHB的治疗显著减弱了这些炎性细胞因子的增加。这些数据表明DHB的治疗可以有效的改善PO/HX诱导的肾脏炎症(图6)。

Fig6.ELISA检测DHB对PO/HX致高尿酸血症小鼠肾脏炎症细胞因子水平的影响

★DHB治疗对NLRP3炎性小体激活的影响

在这部分实验中,作者利用Real-timePCR和WB探究了DHB减轻炎症的机制是否与NLRP3炎性小体有关。通过结果可以看出,在造模后,NLRP3,ASC,Caspase-1以及IL-1β的mRNA表达显著增加,而DHB的治疗明显下调了它们的表达;同样,在造模后NLRP3,ASC,Caspase-1,IL-1β的蛋白表达水平与mRNA结果一致,并且DHB的治疗显著改善了PO诱导的NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β蛋白的过表达(图7)。

Fig7.DHB对pO/HX诱导的高尿酸血症小鼠NLRP3炎性体信号传导的影响

综上所述作者的一系列研究结果表明,DHB在PO/HX诱导的HUA小鼠中具有显着的降尿酸作用的同时还起到了一定的肾脏保护作用。DHB在体外和体内都显示出对XOD活性的抑制能力。并且DHB的治疗对肾脏URAT1和GLUT9水平也有显著的抑制作用。因此,DHB能够通过抑制肝脏XOD减少尿酸盐形成的同时下调肾脏URAT1和GLUT9以增强尿酸盐排泄,说明它具有双重抗高尿酸血症作用。此外,还发现DHB起到肾脏保护作用的机制是通过抑制NLRP3炎性体激活来减轻肾脏炎症和功能障碍

Fig8.DHB治疗HUA的机制

参考文献:Anti-HyperuricemicandNephroprotectiveEffectsofDihydroberberineinPotassiumOxonate-andHypoxanthine-InducedHyperuricemicMice-PMC(nih.gov)

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