综述:高尿酸血症进展为痛风过程中的翻译后修饰与表观遗传修饰研究进展:机制与治疗靶点

《Frontiers in Cell and Developmental Biology》:Advances in post-translational and epigenetic modification of hyperuricemia-to-gout progression: mechanisms and therapeutic targets

【字体: 时间:2026年05月29日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

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  高尿酸血症(HUA)与痛风是由尿酸(UA)代谢异常引起的内分泌紊乱性疾病,痛风通常继发于高尿酸血症,并与过度激活的炎症反应密切相关。表观遗传修饰与翻译后修饰(PTMs)可能通过调控ATP结合盒转运蛋白G2(ABCG2)、葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)等尿酸转运

高尿酸血症(HUA)与痛风是由尿酸(UA)代谢异常引起的内分泌紊乱性疾病,痛风通常继发于高尿酸血症,并与过度激活的炎症反应密切相关。表观遗传修饰与翻译后修饰(PTMs)可能通过调控ATP结合盒转运蛋白G2(ABCG2)、葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)等尿酸转运蛋白的功能,并参与NLRP3/IL-1β炎症轴的调控,从而促进高尿酸血症向痛风的进展。然而,这些过程的具体分子机制尚未完全阐明。因此,本综述系统梳理了近年来关于甲基化、乳酸化、巴豆酰化等表观遗传修饰,以及琥珀酰化、磷酸化、糖基化、泛素化、乙酰化等翻译后修饰在该疾病进程中的研究进展,旨在明确这两种疾病的潜在治疗靶点。
1 引言
高尿酸血症是一种因尿酸生成过多和/或排泄不足导致的嘌呤代谢紊乱性疾病,临床特征为血清尿酸(SUA)水平升高。痛风作为一种炎症性关节病,常继发于高尿酸血症,由单钠尿酸盐(MSU)晶体沉积在关节及周围组织引发,其诊断依据为痛风结晶或滑膜液的显微镜学确认。两种疾病均可增加高血压、帕金森病、卒中及糖尿病的发病风险。流行病学研究显示,高尿酸血症与痛风在发达国家更为常见,男性发病率高于女性,且在发展中国家的患病率呈持续上升趋势,已成为重要的公共卫生负担。
翻译后修饰指蛋白质氨基酸残基在转移酶、激酶及水解酶等作用下共价连接各类功能基团的过程,目前已发现约500种类型,常见类型包括磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化及乳酸化等。生理状态下,翻译后修饰可调节蛋白质构象与功能,参与信号转导及代谢过程以维持细胞稳态。表观遗传修饰则指在不改变DNA序列的前提下,通过DNA修饰、非编码RNA调控、染色质结构重塑及组蛋白修饰等方式动态可逆地调控基因表达,其中DNA与RNA甲基化及组蛋白修饰是研究最为深入的方向,可通过影响转录活性、染色质结构及DNA复制等过程调控基因表达与细胞周期等生理功能。既往研究已证实翻译后修饰与表观遗传修饰在高尿酸血症与痛风发病中发挥重要作用,但其具体分子机制仍需进一步阐明。本综述对相关研究进展进行梳理,总结上述修饰在两类疾病中的作用机制,以期为潜在干预靶点提供新的研究视角。
2 高尿酸血症与痛风
尿酸主要由肝脏中的黄嘌呤氧化酶(XO)或黄嘌呤脱氢酶(XDH)催化嘌呤代谢生成。生理条件下,尿酸作为弱有机酸,在体内主要以尿酸盐离子形式循环,尤其是单钠尿酸盐。多数哺乳动物存在可将尿酸盐转化为尿囊素的尿酸酶,但该酶在人类进化过程中发生缺失,因此人体产生的尿酸必须通过肾脏(约70%)及肠道等其他途径(约30%)排出体外。
2.1 高尿酸血症的发病机制
高尿酸血症的临床定义为男性血清尿酸浓度>420 μmol/L(7 mg/dL),女性>350 μmol/L(6 mg/dL)。其核心发病机制为代谢紊乱,主要表现为尿酸合成过多和/或排泄不足,其中排泄不足占主导地位。肠道与肾脏中多种尿酸转运蛋白共同维持尿酸稳态:葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)、有机阴离子转运蛋白4(OAT4)及尿酸转运蛋白1(URAT1)促进尿酸重吸收;ATP结合盒转运蛋白G2亚家族(ABCG2)、钠依赖性磷酸盐转运蛋白1(NPT1)及有机阴离子转运蛋白1和3(OAT1、OAT3)促进尿酸排泄。上述转运蛋白的功能或结构异常会破坏尿酸代谢平衡。此外,肠道正常菌群如乳杆菌属(Lactobacillus)与假单胞菌属(Pseudomonas)可合成尿酸酶、尿囊素酶等,将尿酸转化为尿素;当免疫系统失衡导致炎性细胞因子升高时,肠道菌群失调会引起尿酸排泄异常。次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)负责体内多余嘌呤的回收利用,其水平或活性下降会导致嘌呤蓄积及尿酸生成增加。饮食因素中,海鲜、干豆类及啤酒等高嘌呤食物可增加尿酸生成及高尿酸血症风险,而维生素B12、B6及叶酸则与风险降低相关。
2.2 痛风的发病机制
痛风的典型临床表现为受累关节皮温升高、红肿及剧烈疼痛,其核心机制为机体对沉积的单钠尿酸盐晶体的先天免疫应答,与NLRP3炎症小体(由NLRP3、半胱天冬酶-1及衔接蛋白ASC组成)的激活密切相关。当血清尿酸水平达到约6.8 mg/dL时,单钠尿酸盐晶体易形成。巨噬细胞吞噬该晶体后,通过NLRP3炎症小体激活半胱天冬酶-1,进而促进前体IL-1β裂解为成熟IL-1β。此外,单钠尿酸盐晶体还可通过GLUT1增强葡萄糖摄取,刺激糖酵解及代谢中间产物积累,进一步放大NLRP3炎症小体激活及IL-1β生成;同时上调巨噬细胞中JUN的表达,通过JNK-AP-1信号通路促进代谢与炎症基因转录,最终导致免疫代谢失调。作为痛风的核心介质,IL-1β与靶细胞受体结合后触发下游信号级联反应,激活促炎转录因子,上调肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-1β及IL-6等细胞因子,以及IL-8等趋化因子,促进中性粒细胞及其他免疫细胞向单钠尿酸盐晶体沉积部位募集浸润,最终诱发痛风性炎症。脂肪酸代谢紊乱、过量饮酒及高嘌呤饮食均与痛风发病风险升高相关。
2.3 高尿酸血症与痛风的关系
高尿酸血症是痛风的病理基础。当体内尿酸浓度超过溶解度阈值时,可形成晶体并沉积于关节,被巨噬细胞吞噬后激活炎症小体,诱发炎症反应及痛风发作。但并非所有高尿酸血症患者均发展为痛风,研究显示仅约36%的患者最终出现痛风发作,因此高尿酸血症被视为痛风发生的“必要非充分条件”,二者是从代谢紊乱到全身炎症的连续病理过程。此外,单钠尿酸盐晶体的形成除受高尿酸血症驱动外,低温及酸性环境也可促进晶体形成与沉淀,进而诱发痛风。
3 翻译后修饰与表观遗传修饰
3.1 表观遗传修饰:甲基化
甲基化指甲基转移酶以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体,将活性甲基添加到DNA、RNA或蛋白质上的过程。DNA甲基化常发生于腺嘌呤N6位、鸟嘌呤N7位及胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤(CpG)二核苷酸位点,而m6A与m5C是RNA甲基化最具代表性的形式。甲基化是包含书写、擦除与阅读的动态酶促过程,分别由甲基转移酶、去甲基化酶及甲基化阅读蛋白催化。不同底物的甲基化由特异性甲基转移酶介导:DNA甲基化主要由Dnmt家族(Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b、Dnmt3L)催化,其中Dnmt1为维持性甲基转移酶,保障DNA复制过程中甲基化模式的传递;Dnmt3a与Dnmt3b结构与功能相似,属于从头甲基转移酶,负责催化未甲基化DNA的甲基化以建立新的甲基化模式;无催化活性的调控蛋白Dnmt3L可激活Dnmt3a与Dnmt3b。RNA甲基化的甲基转移酶具有位点特异性,例如m6A甲基化由甲基转移酶样3/14(METTL3/14)催化,m5C甲基化由NOP2/Sun RNA甲基转移酶2(NSUN2)催化。
3.2 表观遗传修饰:组蛋白乳酸化(Kla)
组蛋白乳酸化指在组蛋白酰基转移酶催化下,乳酸基团共价连接到组蛋白赖氨酸残基上的动态可逆修饰,主要发生于组蛋白H3与H4,包括H3K18la、H3K27la、H3K14la、H3K9la、H3K56la及H4K12la等位点。乳酸基团可被组蛋白去乙酰化酶移除。乳酸积累是该过程的关键前提,组蛋白乳酸化水平与细胞内乳酸浓度呈正相关,但乳酸并非直接供体,需经乳酸-CoA生成酶作用转化为乳酰-CoA。值得注意的是,乙酰-CoA与乳酰-CoA之间存在代谢竞争,导致组蛋白乳酸化与组蛋白乙酰化之间存在复杂的相互作用。组蛋白乳酸化可通过影响靶基因表达、调控转录及染色质结构,参与细胞分化、代谢重编程、炎症与免疫反应等多种生理过程,是乳酸代谢与表观遗传修饰之间的关键纽带。
3.3 表观遗传修饰:组蛋白巴豆酰化(Kcr)
组蛋白巴豆酰化通常指组蛋白乙酰转移酶(HATs)催化巴豆酰基转移至组蛋白赖氨酸残基的过程,可发生于H1、H2、H3及H4上,其水平受巴豆酰-CoA调控。参与该过程的HATs主要包括MYST家族、p300/CBP及GNAT家族,其中p300/CBP具有较广的酰基转移酶活性。组蛋白去巴豆酰化酶主要分为NAD+依赖的sirtuin家族(SIRT1–7)与HDAC家族,其中SIRT1–7及HDAC1–3、8是主要的组蛋白去巴豆酰化酶。作为进化上保守的表观遗传修饰,组蛋白巴豆酰化广泛存在于各类真核生物中,参与转录调控、DNA损伤修复、端粒稳态及胚胎干细胞更新等生物学过程。
3.4 翻译后修饰:磷酸化
蛋白质磷酸化指蛋白激酶将ATP的γ-磷酸基团转移至底物蛋白的过程,最常发生于丝氨酸(约84%),其次为苏氨酸(约15%)及酪氨酸(<1%)。生理条件下,磷酸基团携带两个负电荷,可与精氨酸、赖氨酸等氨基酸形成盐桥及氢键网络,或与α-螺旋骨架的C端氮相互作用。蛋白质磷酸化是由蛋白激酶与磷酸酶协同调控的动态可逆过程,根据作用模式可分为分子开关与分子电位器两类:前者通过单一位点实现“开/关”调控,后者依赖多位点的累积效应实现梯度调控。作为最早被发现且研究最深入的翻译后修饰之一,蛋白质磷酸化广泛存在于约30%的细胞中,通过调控蛋白质结构与功能、酶活性及亚细胞定位,并与其他翻译后修饰发生功能互作,影响细胞能量代谢与信号转导,从而调控几乎所有细胞生理过程。
3.5 翻译后修饰:糖基化
蛋白质糖基化指单糖或聚糖通过脂质载体或直接共价连接到蛋白质特定残基的过程,最常见形式为N-糖基化与O-糖基化,少见形式包括C-糖基化、S-糖基化及P-糖基化。N-糖基化常发生于天冬酰胺残基,O-糖基化发生于丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸等含羟基残基。真核细胞中,糖基化主要发生在分泌蛋白与细胞表面蛋白,沿蛋白质合成与分泌途径进行,主要在粗面内质网与高尔基体中完成,糖基化类型由特异性起始酶与识别序列决定。在单个蛋白质层面,糖基化参与蛋白质构象的正确折叠,通过改变蛋白质结构影响其活性、稳定性及溶解性;在细胞层面,正确的蛋白质糖基化有助于精确调控蛋白质-蛋白质互作,并促进细胞间信号的高效传递。
3.6 翻译后修饰:泛素化
蛋白质泛素化指泛素在E1激活酶、E2偶联酶及E3连接酶催化的酶促级联反应中共价连接到底物蛋白的过程。泛素是一种由76个氨基酸组成的进化保守蛋白,在植物、哺乳动物及酵母中仅相差3个氨基酸,普遍表达于真核细胞。泛素化过程中,E1酶激活泛素C端的甘氨酸,并与E1酶的半胱氨酸残基形成硫酯键,随后泛素被转移至E2酶,最终在E3酶的介导下,泛素的C端与底物赖氨酸残基的ε-氨基通过异肽键连接,完成修饰。部分情况下,泛素可由E2酶直接转移至底物,或由E3酶直接连接至底物而绕过E2酶。除连接功能外,E2酶还参与果蝇细胞周期调控、酵母DNA修复等多种生物学过程。研究表明,泛素化调控细胞周期、凋亡、内吞与受体下调、DNA损伤修复、蛋白水解、胞内运输及自噬等多个关键细胞过程。
3.7 翻译后修饰:乙酰化
乙酰化指乙酰转移酶将乙酰基从乙酰-CoA转移至蛋白质特定氨基酸残基的过程,以N端乙酰化与赖氨酸乙酰化(K-乙酰化)为主要形式。N端乙酰化不可逆地发生于蛋白质N端氨基酸(多为甲硫氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸及丙氨酸残基),普遍存在于真核生物中,约85%的真核蛋白质在翻译过程中发生该修饰,在原核生物中较少见。K-乙酰化由赖氨酸乙酰转移酶与去乙酰化酶动态调控,可逆地发生于蛋白质高度结构化区域(如α-螺旋与β-折叠),广泛存在于组蛋白、细胞骨架蛋白及转录因子中。乙酰化参与蛋白质电荷调控、DNA-蛋白质结构稳定性、转录调控及肿瘤发生、自身免疫病、糖尿病等多种病理过程的调控。
3.8 翻译后修饰:琥珀酰化
琥珀酰化指通过酶促或非酶促过程将琥珀酰基添加到蛋白质氨基酸残基的过程,主要发生于赖氨酸残基。该修饰具有进化保守性与动态可逆性:非酶促琥珀酰化主要发生于线粒体,底物直接来源于琥珀酰-CoA;酶促琥珀酰化主要由赖氨酸乙酰转移酶(KAT2A)与肉碱棕榈酰转移酶1A(CPT1A)催化,其中KAT2A主要介导H3琥珀酰化,CPT1A的靶蛋白主要定位于细胞质。去琥珀酰化主要由SIRT5介导,其以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)为辅酶催化移除琥珀酰基,此外SIRT7也介导组蛋白的去琥珀酰化。生理pH下,赖氨酸琥珀酰化使赖氨酸残基电荷由+1变为-1,并因引入大体积基团显著影响蛋白质构象与功能。琥珀酰化通过调控细胞代谢、DNA损伤应答及蛋白质结构稳定性,在维持细胞正常生理功能中发挥关键作用。
3.9 翻译后修饰与表观遗传修饰的相互关系
表观遗传修饰与翻译后修饰分别在转录水平与转录后水平调控基因表达,二者的分子机制高度关联,通过协同作用维持细胞稳态。翻译后修饰可通过调控DNA甲基转移酶及组蛋白修饰相关酶的活性与丰度,影响表观遗传状态。例如正常条件下UHRF1作为参与组蛋白修饰的E3泛素连接酶,在DNA损伤时其Ser108位点的磷酸化可促进其泛素化及蛋白降解,最终破坏正常的基因表达。反之,表观遗传修饰也可通过改变相关酶的基因表达,反向重塑翻译后修饰网络,例如另一种E3泛素连接酶UBE3A在非编码RNA介导的基因印记下呈单等位基因表达,父源等位基因沉默,最终限制其活性与调控能力。上述机制共同参与维持细胞内稳态,调控蛋白质功能与基因表达,形成动态调控网络。
4 表观遗传修饰与高尿酸血症、痛风
4.1 甲基化与高尿酸血症、痛风
甲基化作为重要的表观遗传修饰,可促进高尿酸血症向痛风进展并驱动炎症发展。研究人员发现小鼠肾上皮细胞中METTL14表达升高时,GLUT9 mRNA降解增加;MeRIP检测显示不同METTL14表达水平的细胞中该mRNA 3'UTR区的m6A修饰水平随METTL14表达升高而增加,表明METTL14介导的GLUT9 mRNA甲基化抑制GLUT9表达,减少尿酸重吸收。多祖先群体研究发现99个CpG甲基化位点与血清尿酸水平相关,其中GLUT9启动子高甲基化下调其表达,减少尿酸排泄。除转运过程外,尿酸生成也受甲基化调控:setdb2甲基转移酶缺陷小鼠的骨髓来源巨噬细胞中,XDH启动子的抑制性H3赖氨酸9三甲基化修饰(H3K9me3)减少,解除对XDH的抑制,上调其合成与活性,最终促进尿酸合成。
此外,DNA甲基化还可调控痛风炎症反应,加速疾病进展。全基因组与甲基化组分析发现痛风患者中存在7个与IL-1β信号通路相关的差异甲基化CpG位点,这些改变与痛风炎症相关;进一步研究显示INSIG1、MAPK8、RPTOR等7个基因启动子区异常甲基化可增强IL-1β信号,加速高尿酸血症向痛风进展。对痛风患者外周血单核细胞甲基化分析发现5438个差异甲基化位点,显著富集于GLUT9、PRKAG2及MEF2C等基因,并与Th17分化、B/T细胞受体信号及AMPK相关通路等关键通路相关,提示DNA甲基化异常可能通过重塑免疫网络间接促进NLRP3炎症小体与IL-1β激活,参与痛风发病。
除介导疾病进展外,特定位点甲基化还与个体易感性相关。定量甲基化特异性聚合酶链反应检测显示,57例男性痛风患者外周血中COMT甲基化水平显著低于103名健康男性,提示低COMT甲基化可能与男性痛风易感性升高相关。
4.2 组蛋白乳酸化与高尿酸血症、痛风
组蛋白乳酸化对尿酸转运蛋白及巨噬细胞炎症的调控作用提示其与高尿酸血症向痛风的进展密切相关。研究人员通过建立高尿酸肾病小鼠模型及尿酸诱导的HK-2细胞模型探究海参肽的肾脏保护作用,免疫荧光、蛋白质免疫印迹(WB)及qRT-PCR分析显示,高尿酸条件下肾组织乳酸积累显著增加,H3K14、H3K19等多位点H3Kla水平升高,同时URAT1与GLUT9表达升高,ABCG2表达降低,提示H3Kla可能通过调控尿酸转运蛋白表达减少尿酸排泄,升高血清尿酸。
尽管目前尚无直接证据表明组蛋白乳酸化促进尿酸沉积,但现有研究提示其可能参与单钠尿酸盐晶体沉积后的炎症反应。研究人员通过RNA-seq、ChIP-seq及体外转录实验系统分析脂多糖与干扰素-γ(IFN-γ)诱导的小鼠巨噬细胞中组蛋白乳酸化表达及其转录调控,发现巨噬细胞活化晚期H3Kla水平显著升高,Arg1等组织修复相关基因表达增加;乳酸脱氢酶A缺陷、糖酵解抑制剂及外源性乳酸干预实验进一步表明,组蛋白乳酸化驱动巨噬细胞从早期促炎状态向晚期稳态修复状态转变,提示组蛋白乳酸化失调可能参与痛风炎症调控。因此,组蛋白乳酸化可能是连接尿酸代谢与炎症失衡的关键表观遗传纽带,为机制研究与治疗干预提供了潜在靶点。
4.3 组蛋白巴豆酰化与高尿酸血症、痛风
现有关于组蛋白巴豆酰化在高尿酸血症向痛风进展中作用的研究,主要聚焦于其通过调控NLRP3炎症小体与IL-1β调节炎症。研究人员通过qPCR、WB及免疫炎症表型分析探究氟化物诱导的肾脏免疫炎症损伤机制,发现氟化物处理显著激活NLRP3炎症小体,伴随IL-1β等炎性细胞因子水平升高,同时H2BK12cr与H4K8cr水平降低,去巴豆酰化酶SIRT1与HDAC3表达升高,提示组蛋白巴豆酰化失调可能通过调控NLRP3炎症小体活性参与痛风炎症发生。研究人员通过调控神经病理性疼痛模型及巴豆酰-CoA干预模型中的组蛋白巴豆酰化水平,发现组蛋白巴豆酰化上调可促进巨噬细胞活化,增加IL-1β等炎性细胞因子表达,而抑制巴豆酰转移酶则显著减弱上述效应。此外,乙酰-CoA合成酶(ACSS2)可升高H3K9cr水平并增强其在Il1b与Il1r1启动子区的富集,促进IL-1β表达,由此推断组蛋白巴豆酰化通过促进炎症细胞活化及炎性细胞因子表达,加剧痛风相关炎症。
5 翻译后修饰与高尿酸血症、痛风
5.1 磷酸化与高尿酸血症、痛风
蛋白质磷酸化通过调控尿酸特异性转运与代谢、炎症反应等多个过程,在高尿酸血症向痛风进展中发挥关键作用。生理条件下,YAP1作为转录因子促进ABCG2与OAT3表达,维持尿酸稳态。研究人员在UOX敲除大鼠、高尿酸血症小鼠及细胞系模型中通过基因沉默、过表达及WB探究WWC1的作用,结果显示肾小管上皮细胞中WWC1上调可通过Hippo通路促进YAP1磷酸化及后续降解,降低ABCG2与OAT3表达,最终抑制尿酸排泄。研究人员对接受袖状胃切除术(SG)或假手术的尿酸肾病小鼠肾组织进行WB检测,发现SG显著升高小鼠肾脏中核因子红细胞相关因子2(Nrf2)、腺苷一磷酸激活蛋白激酶(AMPK)及ABCG2水平;进一步体外研究证实AMPK激活可升高ABCG2表达,而敲低Nrf2则显著降低ABCG2表达,表明AMPK激活与Nrf2磷酸化通过上调ABCG2促进尿酸排泄。
除尿酸代谢外,蛋白质磷酸化还调控免疫与炎症反应。研究人员通过流式细胞术检测人外周血单核细胞中信号转导与转录激活因子1(STAT1)的磷酸化水平,发现经单钠尿酸盐预处理后再用脂多糖+单钠尿酸盐刺激,经典单核细胞与HLA-DR+单核细胞中STAT1磷酸化水平显著降低;进一步分析显示高浓度尿酸可能通过下调单核细胞中STAT1磷酸化抑制I型干扰素(IFN-I)相关信号通路,破坏炎症稳态,最终放大痛风炎症。既往研究表明痛风发作与中性粒细胞释放炎性介质及巨噬细胞产生活性氧(ROS)相关。研究人员通过细胞因子阵列检测野生型小鼠及部分Src家族酪氨酸激酶缺陷(Hck?/?Fgr?/?Lyn?/?)小鼠中单钠尿酸盐晶体诱导的中性粒细胞活化及炎性介质释放水平,结果显示缺陷小鼠的中性粒细胞应答显著减弱甚至消失,巨噬细胞ROS生成减少,表明单钠尿酸盐晶体诱导的炎症放大与Src激酶家族介导的酪氨酸磷酸化密切相关。
5.2 糖基化与高尿酸血症、痛风
蛋白质糖基化通过调控尿酸转运蛋白的细胞内定位及炎症通路,驱动高尿酸血症向痛风进展。在尿酸代谢方面,研究人员对北京招募的635名参与者(208名男性、427名女性)队列进行IgG N-糖链、ROC曲线及相关性综合分析,发现糖链峰(如GP1、GP6、GP4、GP11)与血清尿酸呈正相关;结合GP9、GP10、体重指数(BMI)及性别的模型区分健康人群与高尿酸血症患者的ROC曲线下面积达0.849,提示蛋白质糖基化异常与尿酸代谢紊乱密切相关,IgG糖基化可作为高尿酸血症的潜在生物标志物。在此基础上,分子层面的进一步研究揭示了糖基化对尿酸转运蛋白的调控作用:研究人员发现GLUT9与ITM2B的分子量经N-糖苷酶消化后降低,证实二者均为N-糖基化蛋白;WB分析确认GLUT9a与GLUT9b的N-糖基化位点分别位于Asn-90与Asn-61,当这些位点发生突变时,ITM2B可显著抑制GLUT9介导的尿酸转运。
糖基化还可影响尿酸转运蛋白的细胞内加工与定位。研究人员分析ABCG2及其不同变体(Q141K、M71V)从内质网释放后的糖基化动力学,发现两种变体存在糖基化异常;随后用ER-Tracker Red及抗巨蛋白免疫染色标记ABCG2及其变体并追踪其细胞内运输,结果显示与ABCG2相比,仅少量Q141K与M71V变体通过高尔基体成功转运至细胞表面发挥正常功能,从而限制尿酸排泄。类似研究显示,分泌型蛋白尿调蛋白(UMOD)的糖基化过程异常会降低其细胞表面定位,进而限制尿酸排泄。
在痛风相关炎症方面,研究人员采用脂多糖/单钠尿酸盐诱导的THP-1模型并在临床样本中验证发现,痛风患者中糖基转移酶B3GALT2表达下调,而上调B3GALT2可显著抑制NLRP3炎症小体激活及IL-1β释放。此外,单钠尿酸盐晶体刺激及体内干预人THP-1巨噬细胞、Prg4+/+与Prg4?/?小鼠腹腔巨噬细胞及单钠尿酸盐关节炎大鼠模型的研究显示,糖蛋白PRG4可抑制单钠尿酸盐吞噬及后续的NLRP3炎症小体激活与IL-1β释放,提示蛋白质糖基化失调

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