迷迭香酸通过调控肠道菌群与尿酸转运蛋白改善高尿酸血症的机制研究

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Phytomedicine 6.7

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  高尿酸血症(HUA)作为代谢综合征的重要组分,其治疗面临药物心血管风险等临床困境。山东中医药大学团队创新性整合肠道菌群16S rDNA测序、代谢组学和分子对接技术,发现迷迭香酸(RA)通过降低黄嘌呤氧化酶(XOD)活性、调节ABCG2/URAT1/GLUT9转运蛋白表达,并重塑以拟杆菌门(Bacteroidota)为主的肠道微生态,实现多靶点降尿酸作用。该研究为天然产物治疗代谢性疾病提供了全新机制范式。

  

随着现代饮食结构改变,高尿酸血症(HUA)已从单纯的痛风诱因演变为威胁全球的代谢性流行病。中国约16.4%人群受其困扰,美国成人患病率更高达20.1%。这种尿酸(UA)代谢紊乱不仅引发关节剧痛,更是糖尿病、心血管疾病和慢性肾病(CKD)的独立危险因素。然而现有降尿酸药物如别嘌醇和非布司他存在心血管事件风险,FDA甚至对后者发出黑框警告。更棘手的是,传统研究过度聚焦肾脏排泄而忽视肠道途径——这个在肾功能受损时尤为关键的尿酸清除通道。

山东中医药大学的研究团队将目光投向天然酚酸化合物迷迭香酸(RA)。前期研究显示RA具有抑制黄嘌呤氧化酶(XOD)的潜力,但其系统作用机制仍是未解之谜。研究人员创新性地提出"肠道-肾脏轴"调控假说:肠道菌群可能通过代谢产物调控尿酸转运蛋白表达,而RA或许能重塑这一复杂网络。

为验证这一设想,团队采用多组学联用策略展开研究。首先建立10%果糖诱导的HUA大鼠模型,这个模拟现代人高果糖饮食的造模方式具有显著临床相关性。通过16S rDNA测序揭示肠道菌群结构变化,LC-MS代谢组学分析血浆代谢物波动,结合分子对接和表面等离子共振(SPR)等技术,构建从宏观表型到微观机制的完整证据链。

实验动物与血清指标
研究发现RA干预显著降低模型大鼠血清尿酸水平(降幅达38.6%),同步抑制XOD和腺苷脱氨酶(ADA)活性。特别值得注意的是,低剂量RA组体重增长减缓,提示可能改善代谢综合征相关肥胖表型。

肠道菌群重塑
α多样性分析显示RA显著提升微生物群落丰富度。在门水平上,使厚壁菌门(Firmicutes)/拟杆菌门(Bacteroidota)比值下降42%,属水平的拟杆菌属(Bacteroides)丰度提升2.3倍。这种菌群结构变化与短链脂肪酸产生菌的增殖趋势吻合,为后续代谢物调控提供了解释基础。

转运蛋白调控
免疫组化显示RA使肾脏URAT1表达下调61%,而肠肾组织的ABCG2表达上调2.1倍。分子动力学模拟(MDS)证实RA与GLUT9结合能达-8.9 kcal/mol,表面等离子共振(SPR)测得RA-URAT1解离常数(KD)为667 nM,微尺度热泳动(MST)显示RA-ABCG2亲和力达264.6 nM,这些数据从原子层面阐释了RA的特异性结合机制。

代谢通路整合
代谢组学筛选出12个差异代谢物,涉及嘌呤代谢、精氨酸生物合成等通路。其中与XOD活性正相关的次黄嘌呤水平降低57%,而具有肾脏保护作用的马尿酸含量上升82%,提示RA可能通过多代谢节点协同发挥作用。

这项研究首次阐明RA通过三重机制改善HUA:直接抑制UA合成关键酶XOD;上调肠道ABCG2促进尿酸排泄;下调肾脏URAT1减少尿酸重吸收。更突破性的是发现菌群-代谢物-转运蛋白轴的核心作用,为代谢性疾病的"菌群调控"治疗提供新思路。

该成果的临床转化潜力显著:RA作为食品级天然产物,其安全性远优于现有化学药物;针对肠道靶点的治疗策略特别适合肾功能受损患者;多组学联用方法为中药复杂系统研究树立范本。随着后续剂型优化和临床验证,这种"一石三鸟"的治疗策略有望成为HUA精准医疗的新选择。

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