近年来,高尿酸血症(HUA)的患病率在全球范围内持续上升,与高血压、高血糖和高脂血症一起,成为对人类健康构成严重威胁的慢性疾病之一。HUA是一种由嘌呤代谢紊乱引起的代谢综合征,长期升高的血液尿酸水平是痛风的生理和病理基础[1],[2]。当血液中的尿酸超过其在血液或组织液中的饱和度时,会形成尿酸钠晶体并局部沉积在关节中,引发局部炎症反应和组织损伤,从而导致痛风。此外,它还与多种代谢紊乱有关,如高血压[3]、肾脏疾病[4]、高脂血症[5]、糖尿病[6]、[7]以及心血管和脑血管疾病[8]、[9]。高尿酸血症是早死的独立预测因素。
目前的药物治疗主要分为两类:一类是抑制尿酸合成的药物,代表药物有别嘌醇、非布司他和托吡布司他,这些药物通过抑制黄嘌呤氧化酶(XOD)的活性迅速降低尿酸生成。然而,别嘌醇可能导致致命的超敏反应,而托吡布司他在2019年被FDA发布了黑框警告,因为其具有心血管风险[10],[11],[12]。托吡布司他于2013年在日本被批准用于治疗高尿酸血症和痛风,但由于抑制尿酸生成导致黄嘌呤浓度过高而具有肝毒性,并可能造成肾损伤[13],[14]。另一类是增加尿酸排泄的药物,代表药物有苯溴马隆和莱辛拉德。苯溴马隆主要通过双重抑制URAT1和GLUT9来促进尿酸排泄,减少尿酸盐的再吸收。但由于严重的不良反应(如暴发性肝炎[15],[16],[17]),它尚未在美国获得FDA的市场批准,并且自2003年以来逐渐从欧洲市场撤出。莱辛拉德是一种新的抑制剂,2015年获得FDA批准,主要通过细胞色素P450氧化代谢,约60%通过肾脏排泄,可能会对肾脏造成一定损伤[18]。因此,开发治疗HUA和痛风的新药物尤为重要。
值得注意的是,肠道是尿酸排泄的第二途径。其中,ABCG2在肠道尿酸外流中起主导作用,在回肠中的表达最高,其次是空肠,结肠中的表达较低[19]。MRP4可以与ABCG2协同作用以介导尿酸外流[20]。GLUT9参与肠道尿酸的重吸收[21]。这三个因素共同调节肠道尿酸排泄。基于这一生理机制,寻找副作用最小、毒性低的与肠道排泄相关的药物,这些药物能够上调ABCG2和MRP4以促进尿酸排泄,同时下调GLUT9以抑制尿酸重吸收,已成为高尿酸血症和痛风治疗领域的紧迫问题。
大量基础和临床研究表明,对于病因复杂的疾病,单靶药物往往无法全面干预疾病的调节网络,可能会产生显著的毒性。相比之下,多靶药物可以作用于与疾病密切相关的多个靶点,通过协同作用实现总效果大于各效应的简单叠加,从而带来更好的疗效和更少的不良反应[22],[23]。
最近的研究发现,大黄素(Rhein,RH)在痛风治疗中具有一定的活性,包括抑制XOD以减少尿酸生成和抑制葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)以促进肠道尿酸排泄。此外,大黄素还表现出抗炎、保肝和护肾作用。然而,它也有一些局限性,包括活性低、水溶性差、生物利用度低(在SD大鼠中约为20%)以及药代动力学特征不明确。因此,大黄素是开发多靶抗痛风药物的理想先导化合物[24],[25],[26],[27],[28],[29],[30],[31],[32],[33],[34],[35],[36],[37]。
牛磺酸(T)是一种含硫的非蛋白质氨基酸,广泛存在于人体组织中,是人类健康必需的营养素。最近的研究发现,牛磺酸在痛风治疗中也具有一定的活性,包括抑制XOD以减少尿酸生成和下调尿酸转运蛋白1(URAT1)和葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)的mRNA和蛋白质表达水平,从而抑制尿酸的重吸收并增加尿酸排泄[31],[32],[33],[34]。此外,牛磺酸还表现出良好的抗炎、保肝和改善肾损伤的作用[38],[39],[40],[41],[42],[43],[44]。因此,牛磺酸在开发多靶抗痛风药物方面具有很好的应用前景。
在这项研究中,基于组合原理,通过酰胺键成功将大黄素和牛磺酸结合,合成了大黄素-牛磺酸缀合物(T-RH)。我们进一步研究了T-RH对肾损伤和高尿酸血症大鼠的尿酸生成和肠道排泄的影响,并对其作用机制进行了初步探索。该研究的目的是开发一种新的多靶调节剂,能够同时减少尿酸生成、促进尿酸排泄(尤其是肠道排泄)并改善肾损伤,从而成为一种新型的降尿酸药物。