研究背景:
尿酸是人类嘌呤代谢的终末产物 ,由次黄嘌呤、黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶 (XO)的作用下生成。由于人体内缺乏尿酸氧化酶 , 不能将其进一步分解成可溶性的尿囊素, 而使人类极易形成高尿酸血症。任何原因引起尿酸生成增多和 (或)排泄减少均可导致高尿酸血症[1]。研究发现,高尿酸血症与痛风、代谢综合症、高血压、冠心病、糖尿病及其并发症关系密切。高尿酸血症与糖代谢密切相关,尿酸可通过激活Akt/GSK-3beta;和ERK信号通路,抑制胰岛beta;细胞增殖,诱发胰岛素相对不足和胰岛素抵抗,使糖代谢紊乱。而在糖代谢异常患者中,由于肾损害导致尿酸清除下降,血尿酸水平升高。升高的血尿酸进一步损害胰岛素beta;,加重糖尿病病情,两者形成恶性循环[2]。
高尿酸血症发病分子机制的研究促进了其治辽靶点的发现。尿酸生成关键酶和负责尿酸转运的各种转运蛋白是目前抗高尿酸血症药物作用的主要靶点。
1、黄嘌呤氧化酶( xanthine oxidase,XO)
尿酸生成过多是高尿酸血症的一个主要发病原因。在人体尿酸代谢过程中磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRS) 超活性、次黄嘌呤尿嘌呤磷酸核糖转移酶( HPRT) 缺乏、肌腺苷酸脱氨酶( AMPD) 缺乏、黄嘌呤氧化酶( xanthine oxidase,XO ) 超活性都会导致体内尿酸生成过多[3]。XO 是这一代谢程中的关键酶,负责将次黄 嘌呤催化为黄嘌呤,并进一步将黄嘌呤转化为尿酸。XO 抑制剂是治疗高尿酸血症的主要药物之一。
XO作为生成尿酸的关键酶, 对其抑制剂的研究是抗高尿酸血症和痛风药物研究的重点。别嘌醇是该类药物的代表, 为竞争性的XO抑制剂, 自1963年用于临床以来, 一直是一线抗痛风药, 然而,别嘌醇引起过敏、肝肾损伤及骨髓抑制等不良反应在一定程度上也限制了其临床应用。经美国FDA 批准上市的治疗高尿酸血症和痛风的新药非布索坦( febuxostat) [4],是一种非嘌呤黄嘌呤氧化酶抑制剂,其药效优于传统药物别嘌呤醇。以XO为靶点的降尿酸药物研究已取得了可喜的进展, 非布索坦的成功上市, 打破了别嘌醇独霸一方的局面,近些年来许多活性化合物的发现也为开发以黄嘌呤氧化酶为靶点的高尿酸血症治疗药物提供了丰富的来源。
2、尿酸转运蛋白
引发高尿酸血症的另一个重要原因是尿酸排泄减少。负责尿酸在肾脏中转运的是肾小管上皮细胞刷状缘侧(管腔膜) 和基底外侧膜上固定的尿酸转运蛋白,包括尿酸盐阴离子转运体1( urate-anion transporter 1,URAT1) ,果糖转运体9 ( glucose transporter 9,GLUT9) 等有机阴离子转运体( organic-anion transporters,OAT) ,三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G2 ( ATP-binding cassette subfamily G number 2,ABCG2) ,尿酸盐转运体1 ( urate transporter,UAT1) 等其他尿酸转运蛋白[5]。这些转运蛋白对尿酸浓度的调控作用,使其成为高尿酸血症药物治疗的重要靶点。苯溴马隆和丙磺舒是以URAT1 为靶点治疗高尿酸血症的典型促尿酸排泄药物。两者均能够降低URAT1 的基因表达。降血压药物氯沙坦降低血清尿酸作用早有报道,但对其作用机制鲜有研究。但是已经有研究发现[6]该作用是通过抑制URAT1 实现的。
1型糖尿病往往导致生物机体代谢紊乱,进而产生高血脂,高尿酸血症等一系列代谢相关疾病。糖尿病肾病是是1型糖尿病的重要并发症之一,而高尿酸血症会进一步加剧病情的发展,目前药物治疗高尿酸血症的两个主要途径为减少尿酸生成和增加尿酸排泄。减少尿酸生成的药物作用靶点主要为黄嘌呤氧化酶抑制剂;增加尿酸排泄的药物作用靶点主要为固定在肾小管上皮细胞上的尿酸转运蛋白。目前正在使用的降尿酸药物多数存在给药方式难以实现,毒副作用大等应用限制。尤其是以增加尿酸排泄为治疗途径的药物,近年来发展相对迟缓。为此,针对1型糖尿病及其并发症设计一种联合治疗方案,以期达到降低血糖,降低尿酸的理想结果。本实验主要以XO作为预测对象,通过表位分析软件DNAstar进行筛选,选出合适的黄嘌呤氧化酶B细胞表位980(A RKSEVDKFNKENCWKKRGL)999,和前期筛选出的治疗1型糖尿病的药物O-KLH、OI5P-1-KLH、KLH联合治疗1型糖尿病小鼠,进行药效检测。
