抗高尿酸血癥天然產(chǎn)物的藥理研究進(jìn)展

楊會軍，陳艷林，彭江云*

1 云南省中醫(yī)醫(yī)院，昆明 650021;2 天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津 300193

高尿酸血癥(Hyperuricemia，HUA)是由于基因和尿酸調(diào)控網(wǎng)絡(luò)異常，導(dǎo)致嘌呤代謝產(chǎn)生的尿酸在腎臟、腸道等重吸收和分泌障礙導(dǎo)致的疾病［1］。高尿酸血癥是痛風(fēng)的發(fā)病基礎(chǔ)，HUA 患者常伴有代謝綜合征［2］。高尿酸血癥與肥胖、高脂血癥、高血壓、冠心病、胰島素抵抗、糖尿病腎損傷的發(fā)生密切相關(guān)［3］，是心血管疾病的重要危險因素［4］，高血清尿酸水平是ST 段抬高心肌梗死住院患者發(fā)病率和病死率的獨(dú)立預(yù)測因素［5］。此外，高尿酸血癥發(fā)病率日趨增高，年輕化趨勢明顯，造成的社會與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)不斷加重，而抗HUA 的西藥存在嚴(yán)重過過敏反應(yīng)、肝腎損害等副作用。因此，從來源廣泛、種類豐富且安全性好的以中藥為主的天然產(chǎn)物中，尋找具有多環(huán)節(jié)、多層次、多靶點(diǎn)治療HUA 的有效部位或有效成分已成為研究熱點(diǎn)，并在HUA 的治療研究方面取得了一定的進(jìn)展。本文圍繞HUA 的發(fā)病機(jī)制對天然藥物治療HUA 的藥理作用及其機(jī)理研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 高尿酸血癥的發(fā)病機(jī)制

高尿酸血癥的發(fā)生主要取決于尿酸代謝的兩方面。一方面是影響嘌呤代謝的重要酶，導(dǎo)致尿酸生成增多;另一方面是主要存在于腎臟負(fù)責(zé)尿酸排泄的尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體，以及改善高尿酸血癥腎損傷的有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體等，造成尿酸排泄減少。

1.1 關(guān)鍵酶控制尿酸生成

黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)在動物和人體中廣泛分布，主要存在于肝臟和小腸中，連續(xù)氧化次黃嘌呤和黃嘌呤產(chǎn)生尿酸，直接調(diào)控尿酸的生成。腺苷脫氨酶(adenosine deaminase，ADA)在盲腸、腸黏膜、腎臟、骨骼和肌肉組織等廣泛分布，為腺苷酸分解代謝的重要酶之一，催化腺苷生成肌酐，再經(jīng)核苷磷酸化酶轉(zhuǎn)化為次黃嘌呤和黃嘌呤，被XOD氧化生成尿酸［6，7］，間接調(diào)控尿酸的生成。XOD 和ADA 都是調(diào)控尿酸生成的關(guān)鍵酶［8，9］。

1.2 離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白調(diào)控尿酸排泄

人體內(nèi)的尿酸主要經(jīng)由腎臟排泄［10］，腎近端小管對尿酸重吸收和分泌對尿酸排泄起重要作用，約2/3 的尿酸隨尿液經(jīng)腎臟代謝，最終經(jīng)尿排出體外的尿酸為濾過量的10%［11］。目前研究證實，因腎近端小管對尿酸的重吸收增加和/或分泌減少導(dǎo)致的HUA 占原發(fā)性高尿酸的90%以上［12］。腎皮質(zhì)近曲小管上皮細(xì)胞刷狀緣的SLC22A12 基因編碼的電中性的尿酸鹽/陰離子交換體(urate anion exchanger 1，SLC22A12/URAT1)、腎小管上皮細(xì)胞基底膜的SLC22A 家族的有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體OATs(organic anion transporter，SLC22A6/OAT1、SLC22A8/OAT3)、腎小管上皮細(xì)胞頂膜和基底膜的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體9(glucose transporter 9，SLC2A9/GLUT9)是在腎臟負(fù)責(zé)尿酸重吸收和分泌的重要尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其中URAT1 和GLUT9 對尿酸的重吸收起重要作用，而OAT1、OAT3 在腎小管分泌尿酸過程中發(fā)揮重要作用［13-15］。尿調(diào)節(jié)素(UMOD)是腎小管細(xì)胞合成的糖蛋白，正常人每日的分泌量為20～70 mg，是尿液中含量最多的蛋白［16］，家族型高尿酸血癥腎病與該蛋白的基因突變有關(guān)［17］，在HUA 及腎損傷中發(fā)揮重要作用。SLC22A 基因家族有機(jī)陽離子/肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)體(OCTNs)主要在人腎臟表達(dá)，有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(OCTs)是主要位于人腎臟、肝臟的轉(zhuǎn)運(yùn)體，介導(dǎo)有機(jī)陽離子和肉毒堿在腎臟的轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄［18-21］而改善腎功能。上述離子轉(zhuǎn)運(yùn)體和尿調(diào)素在嚙齒類動物鼠體內(nèi)同樣表達(dá)，并與尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)和高尿酸血癥的腎功能有密切關(guān)系，可以作為篩選抗HUA 藥物的作用靶點(diǎn)。

2 抗HUA 的天然產(chǎn)物的藥理作用及其機(jī)理

2.1 抑制尿酸代謝酶的活性

姜黃［22］為姜科植物姜黃Curcuma longa L.的根莖，其醇提物可以降低血清尿酸(SUA)水平，抑制肝臟組織內(nèi)的XOD 的活性抑制尿酸生成，促進(jìn)尿尿酸(UUA)的腎臟排泄。穿山龍［23，24］(Rhizoma diocoreae nipponicae，RDN)是薯蕷科薯蕷屬穿龍薯蕷的根莖，穿山龍總皂苷會抑制尿酸酶抑制劑奧替拉西鉀誘導(dǎo)HUA 小鼠的XOD 和ADA 的活性而抑制尿酸的生成。芒果苷［25，26］降低氧嗪酸鉀誘導(dǎo)的急性HUA 小鼠模型的血尿酸水平，與抑制XOD 的活性有關(guān)，并不影響小鼠的肝腎功能。中國傳統(tǒng)的海洋食用和藥用資源海參中含有腦苷脂、皂苷、多糖等多種具有生物活性的物質(zhì)。從葉瓜參(Cueumaria frondosa Gunneru)中提取得到海參腦苷脂及其主要結(jié)構(gòu)單元神經(jīng)酰胺［27］，能夠降低肝臟XOD mRNA和ADA mRNA 的表達(dá)量，從而抑制了尿酸生成的相關(guān)酶XOD 與ADA 的活性，明顯改善了酵母浸粉誘導(dǎo)小鼠的高尿酸血癥。海參皂苷、海參多糖、菲律賓刺參(Pearsonothuria graeffei)整參均可顯著抑制酵母浸膏粉誘導(dǎo)的HUA 小鼠的肝臟XOD 和ADA 的活性，改善小鼠的高尿酸血癥［8，28］。黃酮類物質(zhì)葛根素［29］為豆科植物野葛根部提取獲得，采用酵母膏與氧嗪酸鉀混合灌胃構(gòu)建HUA 大鼠模型，以葛根素為主要成分的葛根提取物抑制XOD 活性而抑制尿酸生成，增加尿液中尿酸的溶解度，促進(jìn)尿酸排泄，從而有效降低血尿酸水平?；⒄龋?0］為蓼科植物虎杖Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.的干燥根莖和根，其提取物能抑制腺嘌呤+乙胺丁醇法構(gòu)建HUA 大鼠模型的XOD 活性，降低血尿酸水平。巖白菜素具有抑制氧嗪酸鉀誘導(dǎo)的HUA 小鼠的黃嘌呤氧化酶的活性［31］，從而抑制尿酸的生成。月腺大戟［32］能降低氧嗪酸鉀所致HUA 小鼠的血清、肝臟中的尿酸水平和抑制肝臟XOD 活性，增加尿液中尿酸水平，其抗痛風(fēng)的作用可能通過抑制肝臟XOD 活性介導(dǎo)。蛹蟲草［33］Cordyceps militaris(L.)Link，別名北冬蟲夏草、蛹草菌、北蟲草、蛹草等，屬蟲草菌科蟲草屬，蛹蟲草醇提取物的石油醚和正丁醇萃取部位，能降低鹽酸乙胺丁醇聯(lián)合酵母所致HUA 小鼠的血清中尿酸、肌酐水平及黃嘌呤氧化酶活性，抑制尿酸生成。

2.2 調(diào)控腎臟尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

萆薢［34，35］為薯蕷科植物綿萆薢Dioscorea septemloba Thunb.和福州薯蕷D.futschauensis Uline ex R.Kunth 的干燥根莖，其提取物萆薢總皂苷(total saponin of Dioscorea，TSD)能降低氧嗪酸鉀聯(lián)合乙胺丁醇復(fù)制HUA 大鼠的URAT1 的mRNA 和蛋白的高表達(dá)，減少尿酸的重吸收，提高尿尿酸(UUA)、24 h 尿尿酸(24 h UUA)、尿肌酐(CCr)、尿酸清除率(Cur)、尿酸排泄分?jǐn)?shù)(FEUA)、單位腎小球濾過尿酸排泄(EurGF)等尿酸排泄指標(biāo)，促進(jìn)尿酸排泄，從而降低SUA 水平。梔子［36］是茜草科植物梔子(Gardenia jasminoides Ellis)的干燥成熟果實，其提取物梔子苷使氧嗪酸鉀鹽誘導(dǎo)HUA 小鼠的腎臟URAT1、GLUT9 的mRNA 和蛋白表達(dá)顯著下降和OAT1 的mRNA 和蛋白表達(dá)增加，從而介導(dǎo)尿酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)，調(diào)節(jié)尿酸在腎小管的重吸收和分泌，增加小鼠24 h 尿酸排泄量，維持體內(nèi)尿酸水平的穩(wěn)定。穿山龍總皂苷［23］通過增加奧替拉西鉀誘導(dǎo)HUA 小鼠的腎臟SLC22A6/OAT1 mRNA 的表達(dá)從而促進(jìn)尿酸的排泄。芒果苷［37］顯著降低氧嗪酸鉀構(gòu)建的HUA 小鼠的血清尿酸水平，提高24 h 尿液尿酸和肌酐排泄量以及尿酸排泄分?jǐn)?shù)，具有促進(jìn)腎臟尿酸排泄作用，其機(jī)制為芒果苷下調(diào)URAT1 和GLUT9 mRNA 及蛋白的表達(dá)，上調(diào)OAT1 mRNA 及蛋白表達(dá)，抑制腎臟尿酸重吸收和增加尿酸分泌。車前草［38］又名豬耳草、車輪菜、錢串草等，為車前科植物車前Plantago asiatica L.或平車前Plantago Willd.的干燥全草，車前子［39］為其成熟果實，車前子醇提物及車前草醇提物能降低氧嗪酸鉀鹽誘導(dǎo)的急性HUA 小鼠血清尿酸水平和肌酐濃度，有效下調(diào)小鼠腎臟URAT1 mRNA的表達(dá)，促進(jìn)尿酸的排泄。秦艽［40］為龍膽科植物秦艽Gentiana macrophylla Pall.或小秦艽G.dahurica Fiseh.的干燥根，其醇提物能夠降低腺嘌呤加乙胺丁醇灌胃法復(fù)制的HUA 模型大鼠的血尿酸，增加大鼠24 h 尿量和尿酸排泄量，其作用可能通過降低HUA 大鼠URAT1 的蛋白表達(dá)和上調(diào)OAT1、OAT3 蛋白的表達(dá)實現(xiàn)的。異香豆素類化合物巖白菜素［41］顯著降低氧嗪酸鉀誘導(dǎo)的HUA 小鼠血清中尿酸、肌酐和尿素氮水平，提高24 h 尿液尿酸和肌酐排泄量以及尿酸排泄分?jǐn)?shù)，顯著下調(diào)高尿酸血癥小鼠腎臟的URAT1 和GLUT9的mRNA 和蛋白表達(dá)水平。

2.3 改善高尿酸血癥的腎損傷

絞股藍(lán)［42］為葫蘆科植物絞股藍(lán)Gynostemma pentaphllam(Thunb.)Makino 的根莖或全草，其提取物絞股藍(lán)皂苷能夠增加體液尿酸溶解度，保護(hù)腎臟功能，促進(jìn)尿酸排泄，降低血尿酸水平;可能抑制尿酸生成，但對酵母膏與氧嗪酸鉀聯(lián)合構(gòu)建HUA 大鼠的XOD 活性未見影響。芒果苷［38］在降低血清尿酸水平的同時，能夠降低血清肌酐、尿素氮及UMOD水平，恢復(fù)腎臟UMOD 水平和UMOD mRNA 表達(dá)，提高HUA 小鼠尿液UMOD 水平，上調(diào)腎臟有機(jī)陽離子和肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)體(mOCT1、mOCT2、mOCTN1 和mOCTN2)表達(dá)水平，改善HUA 導(dǎo)致的腎功能受損，促進(jìn)腎臟轉(zhuǎn)運(yùn)體體等有機(jī)離子轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸的功能恢復(fù)正常，為HUA 及其腎損傷的治療提供了有力的證據(jù)。

3 討論與展望

天然產(chǎn)物抗高尿酸血癥的藥理作用主要是通過抑制尿酸生成和促進(jìn)尿酸排泄兩條途徑完成的，具有多環(huán)節(jié)、多層次、多靶點(diǎn)的調(diào)控機(jī)制。如穿山龍總皂苷、巖白菜素等不僅抑制黃嘌呤氧化酶活性抑制尿酸生成，而且調(diào)控尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)來促進(jìn)尿酸排泄;芒果苷除了調(diào)控尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)直接促進(jìn)尿酸排泄外，還上調(diào)有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體、肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)體和尿調(diào)節(jié)素的表達(dá)通過改善受損腎功能達(dá)到促尿酸排泄的作用;天然產(chǎn)物抗HUA 的藥理作用及其機(jī)制在血清生理生化及基因、蛋白等分子生物學(xué)層面都得到了證實。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)臨床廣泛使用以中藥為主的天然產(chǎn)物的歷史悠久，積累了豐富的經(jīng)驗，有利于天然產(chǎn)物的研究，我國天然產(chǎn)物資源豐富，抗高尿酸血癥的天然藥物的開發(fā)潛力巨大、前景廣闊。發(fā)揮天然藥物多環(huán)節(jié)、多層次、多靶點(diǎn)綜合藥理作用的優(yōu)勢，通過對其有效單體的提取、鑒定及藥理機(jī)制的闡明，仍是開發(fā)安全效優(yōu)的天然藥物的有效途徑。目前，抗高尿酸血癥的天然藥物的研究尚屬處于初級階段，較多藥物活性成分尚未明確。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對抗HUA 天然藥物活性成分及藥理機(jī)制的深入研究，開發(fā)具有抗HUA 和痛風(fēng)的安全有效的新型藥物。

1 Mandal A，Mount DB.The molecular physiology of uric acid homeostasis.Ann Rev Physiol，2014，Accepted.

2 Kim SC，et al.Risk of incident diabetes in patients with gout:A cohort study.Arthritis Rheumatol，2015，67:273-280.

3 Ito H，et al.Hyperuricemia is independently associated with coronary heart disease and renal dysfunction in Patients with type 2 diabetes mellitus.PLoS ONE，2011，6:e27817.

4 Katsiki N，et al.Hyperuricemia as a risk factor for cardiovascular disease.Expert Rev Cardiovasc Ther，2015，13:19-20.

5 Gazi E，et al.The association between serum uric acid level and heart failure and mortality in the early period of ST-elevation acute myocardial infarction.Turk Kardiyol Dern Ars，2014，42:501-508.

6 Kaminsky Y，Kosenko E.AMP deaminase and adenosine deaminase activities in liver and brain regions in acute ammonia intoxication and subacute toxic hepatitis.Brain Res，2010，1311:175-181.

7 Belle LP，et al.An in vitro comparison of a new vinyl chalcogenide and sodium selenate on adenosine deaminase activity of human leukocytes.Chem Biol Interact，2011，3:141-145.

8 Xu HJ(徐慧靜)，et al.The effect of dietary sea cucumber saponin on hyperuricemia in mice.Chin Pharm Bull(中國藥理學(xué)通報)，2011，8:1064-1067.

9 Yao FF(姚芳芳)，et al.Effect and mechanism study of the same doses of quercetin and apigenin on hyperuricemic rats.Mod Prevent Med(現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué))，2012，6:1365-1367.

10 Wu XR(吳新榮)，et al.Evaluation of sensorimotor function in experimental cerebral ischemia.Chin Pharm Bull(中國藥理學(xué)通報)，2010，11:1414-1417.

11 Anzai N，et al.Renal uratehandling:clinical relevance of recent advances.Curt Rheumatol Rep，2005，7:227-234.

12 So A，Thorens B.Uric acid transport and disease.J Clin Invest，2010，120:1791-1799.

13 Enomoto A，et al.Molecular identification of a renal urate anion exchanger that regulates blood urate levels.Nature，2002，417:447-452.

14 Yang HJ(楊會軍)，et al.Study overview of urate transporter proteins in primary gout and hyperuricemia.Chin Arch Tradit Chin Med(中華中醫(yī)藥學(xué)刊)，2013，9:1891-1894.

15 Vitart V，et al.SLC2A9 is a newly identified urate transporter influencing serum urate concentration，urate excretion and gout.Nat Genet，2008，40:437-442.

16 Lhotta K.Uromodulin and chronic kidney disease.Kidney Blood Press Res，2010，33:393-398.

17 Calado J，et al.A novel heterozygous missense mutation in the UMOD gene responsible for familial juvenile hyperuricemic nephropathy.BMC Med Genet，2005，6:5-9.

18 Klaassen CD，Aleksunes LM.Xenobiotic，bile acid，and cholesterol transporters:function and regulation.Pharmacol Rev，2010，62:1-96.

19 Karbach U，et al.Localization of organic cation transporters OCT1 and OCT2 in rat kidney.Am J Physiol Renal Physiol，2000，279:679-687.

20 Komazawa H，et al.Renal uptake of substrates for organic anion transporters Oat1 and Oat3 and organic cation transporters Oct1 and Oct2 is altered in rats with adenine-induced chronic renal failure.J Pharm Sci，2013，102:1086-1094.

21 Nies AT，et al.Organic cation transporters(OCTs，MATEs)，in vitro and in vivo evidence for the importance in drug therapy.Handb Exp Pharm，2011，201:105-167.

22 Yin HF(殷華峰)，et al.Experimental study on the anti-hyperuricemia effect of turmeric.Pharm Clin Res(藥學(xué)與臨床研究)，2011，2:134-135.

23 Zhou Q(周琦)，et al.Study on uric acid reducing effect of total saponins from Rhizoma Dioscoreae Nipponicae in treating hyperuricemia and in vitro study of its anti-inflammatory effect.Chin J Tradit Chin Med Pharm(中華中醫(yī)藥雜志)，2013，5:1444-1448.

24 Hu QH，et al.Simiao pill ameliorates urate under excretion and renal dysfunction in hyperuricemic mice.J Ethnopharmacol，2010，128:685-692.

25 Niu Y，et al.Reducing effect of mangiferin on serum uric acid levels in mice.Pharm Biol，2012，50:1177-1182.

26 Niu YF(牛艷芬)，et al.Effects of mangiferin on uric acid levels and the function of the liver/renal in oxonate-induced hyperuricemic rats.Chin Pharm Bull(中國藥理學(xué)通報)，2012，11:1578-1581.

27 Dong Z(董喆)，et al.The effects of cerebroside and ceramide from sea cucumber on hyperuricemia in mice.Chin J Marine Drugs(中國海洋藥物)，2013，6:65-71.

28 Zhang H(張灝)，et al.Effect of sea cucumber saponins and polysaccharides in hyperuricemic mice.Chin Food Sci(食品科學(xué))，2013，15:219-222.

29 Shi K(史坤)，et al.Effect of puerarin on serum uric acid in hyperuricemic rats.Food Sci Technol(食品科技)，2014，2:216-220.

30 Hou JP(侯建平)，et al.Study of Polygonum cuspidatum extract on anti-hyperuricemia in rats and mice.West J Tradit Chin Med(西部中醫(yī)藥)，2012，5:21-24.

31 Nazir N，et al.Evaluation of antioxidant and antimicrobial activities of Bergenin and its derivatives obtained by chemoenzymatic synthesis.Eur J Med Chem，2011，46:2415-2420.

32 Xu J(徐嬌)，et al.Anti-gout activity of ethanol extracts of Euphorbia ebracteolata Hayata.J Chin Med Mater(中藥材)，2014，2:315-317.

33 Hu F(胡芳)，et al.Experimental study on the treatment of hyperuricemia in Cordyceps militaris.Chin Tradit Pat Med(中成藥)，2013，8:1779-1782.

34 Chen GL(陳光亮)，et al.Effect of total saponin of Dioscorea on chronic hyperuricemia and expression of URAT1 in rats.Chin J Chin Mater Med(中國中藥雜志)，2013，14:2348-2353.

35 Chen GL(陳光亮)，et al.Effect of total saponin of Dioscorea on uric acid excretion indicators in chronic hyperuricemia rats.Chin J Integr Tradit West Med(中國中西醫(yī)結(jié)合雜志)，2014，1:75-80.

36 Hu QH(胡慶華)，et al.Effect of jasminoidin on potassium oxonate-induced hyperuricemia in mice and its mechanism.Central South Pharm(中南藥學(xué))，2013，10:721-725.

37 Hu QH(胡慶華)，et al.Mangiferin promotes uric acid excretion and kidney function improvement and modulates related renal transporters in hyperuricemic mice.Acta Pharm Sin(藥學(xué)學(xué)報)，2010，10:1239-1246.

38 Zeng JX(曾金祥)，et al.The research of Plantago asiatica L.herbs extracts reduce the level of uric acid in hyperuricemia mice and it’s mechanism.Lishizhen Med Mater Med Res(時珍國醫(yī)國藥)，2013，9:2064-2066.

39 Zeng JX(曾金祥)，et al.Research on Plantaginis semen extracts reduce level of uric acid in hyperuricemia mice and its mechanism.Chin J Exp Tradit Med Form(中國實驗方劑學(xué)雜志)，2013，9:173-177.

40 Liu Y(劉穎)，et al.Study on the mechanism of action of Radix Gentianae macrophyllae on hyperuricemia rats.Med Innov Chin(中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新)，2013，22:143-144.

41 Zhou HX(周宏星)，Chen XS(陳玉勝).Anti-hyperuricemic activity of bergenin and its mechanism.J Anhui Med Univ(安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報)，2014，1:63-67.

42 Shi k(史珅)，et al.Effect of gypenoside on serum uric acid of hyperuricemic rats.Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā))，2014，8:1285-1289.