一种评估抗高尿酸血症候选物促尿酸排泄作用的新策略:以蒌蒿叶咖啡酰奎宁酸提取物为例

【字体: 时间:2025年03月07日 来源:Food, Nutrition and Health

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  研究人员为探究蒌蒿叶提取物(ASTLE)降尿酸机制,经多种实验,发现其有促尿酸排泄作用,提供新评估策略。

  高尿酸血症,简单来说,就是血液中尿酸水平过高。如今,它在全球的患病率不断攀升,已然成为了一个棘手的公共卫生问题。在中国内地,约 16.4% 的人受其困扰,美国的患病率也达到了 20.1% 。高尿酸血症可不只是让人关节疼痛引发痛风那么简单,它还和慢性肾病、心血管疾病、糖尿病、高血压等多种疾病的发生发展密切相关,被称为继高血压、高血糖、高血脂后的 “第四高”,严重威胁着人们的健康。
目前已知,高尿酸血症主要是因为尿酸生成过多或者排泄不足。超过 90% 的患者属于尿酸排泄不足型,而肾脏在尿酸排泄中起着关键作用,其中尿酸阴离子转运蛋白 1(URAT1)和葡萄糖转运蛋白 9(GLUT9)是尿酸重吸收的关键蛋白,是治疗尿酸排泄不足的重要靶点。在临床上,常用的治疗药物如苯溴马隆、丙磺舒、雷西纳德等,长期使用会有不良反应,限制了它们的应用。所以,从天然产物中开发治疗高尿酸血症的生物活性化合物,成为了当下的研究热点。

此前研究发现,蒌蒿叶提取物(ASTLE)富含咖啡酰奎宁酸(CQAs),能有效降低高尿酸血症小鼠的尿酸水平,但它降低尿酸的具体机制并不清楚,尤其是不确定是否通过促进尿酸排泄来实现,CQAs 是否是发挥促尿酸排泄作用的主要活性成分也有待证实。基于此,华中农业大学的研究人员开展了一系列研究,相关成果发表在《Food, Nutrition and Health》上。

研究人员采用了多种关键技术方法来深入探究。通过建立基于 6 - 羧基荧光素(6-CFL)的非放射性体外评估方法,该方法利用 6-CFL 与尿酸共享膜转运蛋白的特性,以 6-CFL 的摄取情况来间接反映尿酸的摄取;运用分子对接技术,研究 CQAs 与 URAT1 和 GLUT9 的相互作用;借助 qRT-PCR 和 Western blot 技术,检测相关基因和蛋白的表达水平 。

研究结果如下:

  1. 6-CFL 摄取模型的建立与验证:研究人员先确定了 6-CFL 在 HK-2 细胞中的摄取动力学参数,得出 198μM 的 6-CFL 孵育 1h 为最佳实验条件。用已知的尿酸重吸收抑制剂苯溴马隆、丙磺舒、雷西纳德对模型进行验证,结果显示这些抑制剂能浓度依赖性地抑制 6-CFL 摄取,且 IC50值与文献报道相符,这表明成功建立了可用于评估化合物抑制尿酸摄取潜力的 6-CFL 摄取模型。
  2. ASTLE 和 CQAs 对 6-CFL 摄取的影响:实验发现,ASTLE 在一定浓度范围内对 HK-2 细胞活力无显著影响,且能浓度依赖性地抑制 6-CFL 摄取,IC50值为 533.67±19.91μg/mL。CQAs 混合物也能显著抑制 6-CFL 摄取,且抑制效果与 534μg/mL 的 ASTLE 相当,由此推断 CQAs 是 ASTLE 抑制细胞尿酸摄取的主要成分。进一步研究发现,所有 125μM 的 CQAs 都能显著抑制 6-CFL 摄取,尤其是二咖啡酰奎宁酸(di-CQAs)的抑制作用更强,其中 3,4 - diCQA 效果最佳,IC50值为 51.67±6.60μM 。
  3. CQAs 与 URAT1/GLUT9 的相互作用:分子对接结果显示,1,4 - diCQA、3,4 - diCQA 和 4,5 - diCQA 与 URAT1 的亲和力最强,所有 di-CQAs 与 GLUT9 的亲和力都强于单咖啡酰奎宁酸(mono-CQAs)。3,4 - diCQA 与 URAT1 和 GLUT9 形成的关键氢键数量最多。而且,di-CQAs 与尿酸、苯溴马隆、丙磺舒、雷西纳德共享一些关键氢键结合位点,这可能是 di-CQAs 抑制尿酸转运的潜在机制。
  4. ASTLE 对尿酸转运蛋白表达的影响:研究发现,高浓度尿酸会使 HK-2 细胞中 URAT1 和 GLUT9 的 mRNA 和蛋白表达升高,ABCG2 的表达降低。而 ASTLE 处理能显著逆转这些变化,表明 ASTLE 可能通过抑制尿酸重吸收、促进尿酸分泌来促进尿酸排泄,这与体内实验结果一致,进一步证实了 ASTLE 的促尿酸排泄作用。

研究结论表明,ASTLE 及其活性成分 CQAs,尤其是 di-CQAs,降尿酸作用部分归因于它们的促尿酸排泄作用,其机制是调节负责尿酸重吸收的 URAT1 和 GLUT9 以及负责尿酸分泌的 ABCG2 的表达。此外,研究证实了 6-CFL 摄取抑制评估、分子对接、qRT-PCR 和 Western blot 分析相结合,是评估和验证抗高尿酸血症候选物促尿酸排泄作用的有效策略。虽然基于 6-CFL 的 HK-2 细胞模型存在一定局限性,只能间接反映药物抑制尿酸重吸收的潜力,但更适合在药物研发早期评估促尿酸排泄潜力,节省成本和时间。这一研究为高尿酸血症的治疗提供了新的思路和方法,也为天然产物在抗高尿酸血症药物开发中的应用提供了重要依据。
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