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综述:高尿酸血症动物模型研究进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月25日 来源:Frontiers in Pharmacology 4.8
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这篇综述系统梳理了高尿酸血症(HUA)动物模型的研究进展,涵盖化学诱导(如腺嘌呤、氧嗪酸钾)、基因编辑(UOX/URAT1/ABCG2敲除)、环境因素(高温高湿)及肠道微生态等建模方法,提出基于生化、机制和病理的三维评价框架,为HUA病理机制研究和药物开发提供重要参考。
高尿酸血症(HUA)是一种由嘌呤代谢紊乱和尿酸排泄障碍驱动的代谢性疾病,其全球发病率持续上升,尤其在中国年轻男性中高达32.3%。HUA与痛风、慢性肾病和心血管疾病密切相关,被称为继“三高”之后的“第四高”。动物模型是研究HUA病理机制和药物开发的关键工具,但需克服物种间尿酸代谢差异(如啮齿类表达尿酸酶UOX而人类缺乏)等挑战。
啮齿类(大鼠、小鼠):因其遗传背景清晰、成本低被广泛使用,但需通过氧嗪酸钾抑制UOX活性以模拟人类HUA。例如,SD大鼠和C57BL/6小鼠常用于长期实验或基因操作,而雄性个体因激素稳定性更受青睐。
禽类(鸡、鹌鹑):缺乏UOX基因,嘌呤代谢与人类高度相似,但肾脏生理结构差异大。例如,高嘌呤饮食可快速诱导禽类血清尿酸(UA)升高,但易受环境湿度影响。
新兴模型:灵长类与人类代谢最接近,但成本高昂;斑马鱼胚胎适用于高通量药物筛选;家蚕通过敲除UOX基因可稳定模拟HUA,其Malpighian管排泄系统为研究提供独特视角。
化学诱导:
增加尿酸来源:腺嘌呤通过转化为不溶性2,8-二羟基腺嘌呤沉积于肾小管,抑制排泄(如75 mg/kg给药28天使小鼠血清UA达737 μmol/L);酵母提取物通过激活黄嘌呤氧化酶(XOD)升高UA。
抑制排泄:乙胺丁醇竞争性抑制URAT1转运体,减少尿酸分泌(250 mg/kg联合腺嘌呤可致肾小管结晶沉积)。
多药联用:氧嗪酸钾(250 mg/kg)联合次黄嘌呤通过抑制代谢和增加生成双重机制,使UA水平提升1.87倍。
基因编辑:
UOX敲除:小鼠血清UA升至9.51 mg/dL,但伴随胰岛β细胞损伤;肝特异性UOX敲除(Cre/loxP系统)可避免全身毒性,UA达395.6 μmol/L。
转运体调控:GLUT9全身敲除(G9KO)小鼠出现高尿酸尿症和肾纤维化;URAT1敲除验证了促尿酸排泄药(如dotinurad)的疗效。
环境与微生态:高温高湿(37°C,80%湿度)通过降低URAT1表达和减少排尿诱发HUA;抗生素破坏肠道菌群后,拟杆菌门减少而放线菌门增加,通过粪菌移植证实菌群对UA代谢的调控作用。
成功建模需满足三层次标准:
生化指标:血清UA升高(啮齿类>300 μmol/L,禽类>500 μmol/L)及XOD活性变化;
机制验证:URAT1/ABCG2转运体表达量及NLRP3炎症小体激活(IL-1β释放);
病理损伤:肾小管尿酸结晶沉积或足细胞焦亡(通过TLR4/MyD88/NF-κB通路触发Gasdermin D孔道形成)。
当前模型仍存在局限性:化学诱导可能伴随肾毒性干扰;基因编辑难以完全模拟人类转运体分布(如小鼠URAT1主要在肝脏表达)。未来需开发人源化模型(如UOX-KO+hURAT1-KI小鼠),并结合多组学分析肠道菌群-尿酸代谢轴。非药物干预(如低嘌呤饮食或特定益生菌)与靶向NLRP3抑制剂(MCC950)联用,可能成为突破现有治疗瓶颈的新策略。
(注:全文严格依据原文缩写作答,未添加非文献内容;专业术语如NLRP3、Gasdermin D等保留英文缩写及大小写格式;上标/下标以 / 规范呈现。)
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