3-(萘-1-甲基取代)吡啶衍生物CDER167的降尿酸活性及其机制研究

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研究背景高尿酸血症被称为继高血压、高血脂、高血糖之外的“第四高”基础代谢性疾病。高尿酸血症的发生与尿酸生成过多与尿酸排泄减少密切相关。人体血液尿酸水平主要由两方面决定,即尿酸的生成与排泄,而90%的高尿酸血症是排泄减少造成的。尿酸的排泄有70%通过肾脏,30%通过肠道。人体参与尿酸肾脏排泄的转运体数目众多,主要为有机阴离子转运体(OATs),如尿酸转运体1(URAT1),有机阴离子转运体1(OAT1)和其他尿酸相关转运体,如葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)等。其中,URAT1在肾脏尿酸的重吸收中起最关键的作用。目前,影响尿酸在肾脏排泄的药物大都具有较大的毒副作用(如苯溴马隆)或疗效不显著(如丙磺舒),它们属于有机阴离子转运体抑制剂,但因为选择性低带来的安全性与有效性问题使它们的临床使用受到严重限制,其中苯溴马隆因为可引起爆发性肝炎,在欧美等国的使用一度受到限制。因此,开发新的靶向URAT 1的特异性促尿酸排泄药物显得尤为迫切和重要,近年来成为研发热点。化合物CDER167是本课题组以降尿酸化合物Lesinurad和正处于Ⅱ期临床试验的降尿酸化合物RDEA3170为先导化合物进行改造得到的,其在靶向URAT1促尿酸排泄方面可能具有重大研究价值,本文将对其体内外降尿酸活性及其机制进行探究。目的旨在研究(3-(萘-1-甲基取代)吡啶衍生物CDER167在体外对URAT1的抑制活性及其在高尿酸血症小鼠体内的降尿酸活性及其机制,为进一步设计和开发靶向URAT1的促尿酸排泄药物提供理论基础和方法支持。方法采用PCR扩增的方法获得hURAT1基因片段,通过双酶切和T4 DNA连接酶构建pcDNA3.1(+)-EGFP-hURAT1质粒;利用Lip3000脂质体将该质粒转染至HEK293T细胞中,通过蛋白印迹法(Western blot)检测其蛋白是否表达;此外,通过同位素标记[14C]尿酸吸收实验检测CDER167对hURAT1转运尿酸的能力,通过6-羧基荧光素(6-CF)吸收实验检测CDER167对hOAT1转运活性的影响;通过MTT法检测化合物细胞毒性;通过酶活力实验测定化合物对黄嘌呤氧化酶活性的影响;结合同源模建的三维结构与分子对接技术寻找hURAT1与CDER167和RDEA3170的可能作用位点;通过腹腔注射氧嗪酸钾构建高尿酸血症小鼠模型,并用试剂盒检测CDER167对高尿酸小鼠血清尿酸、肌酐、尿素氮、尿囊素等的影响,用RT-qPCR的方法检测尿酸转运相关蛋白mURAT1、mGLUT9的mRNA相对表达量。结果体外:Western blot结果显示hURAT1在细胞膜上高表达,在细胞质中几乎不表达;瞬转hURAT1的HEK293T细胞摄取[14C]尿酸的能力相对于空白组显著增强;CDER167 和 RDEA3170 抑制 hURAT1 和 hOAT1 的 IC50 值分别为 2.076μM和 1.474μM、6.782 μM 和 7.647 μM。两者在 0-200μM浓度下作用 24 h 和 48 h对肝细胞的增殖活性均无明显影响;在0-40 μM浓度下对黄嘌呤氧化酶均无明显抑制作用;CDER167和RDEA3170与hURAT1分子对接的结合位点分别是Thr363,Arg487,Pro484 和 Gly361,Phe362,Phe365,His142,Arg370。体内:CDER167对小鼠的体重、肾体比、肝体比、血清的肌酐尿素氮水平均无显著差异;1 mg/kg-10 mg/kg剂量的CDER167能够呈剂量依赖性降低血清尿酸水平和肾脏mURAT1、mGLUT9mRNA的表达,减少尿酸重吸收,促进尿酸从尿液排泄,且作用均强于REDA3170(20mg/kg)。结论CDER167和RDEA3170均能抑制hURAT1,且对hOAT1的相对抑制活性相当;两者对肝细胞增殖活性均无明显影响,对黄嘌呤氧化酶均无明显抑制作用;分子对接结果提示CDER167与hURAT1的作用位点可能不同于RDEA3170。体内实验中,CDER167能有效地促进高尿酸血症小鼠尿液尿酸的排泄,降低血清尿酸水平,体内活性略优于RDEA3170。
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