劉 璐，青玉鳳，周京國

(川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院風(fēng)濕科，四川 南充 637000)

葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9及其編碼基因在痛風(fēng)發(fā)病中的作用研究進(jìn)展

劉 璐，青玉鳳，周京國

(川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院風(fēng)濕科，四川 南充 637000)

痛風(fēng)的發(fā)病率和患病率在世界范圍內(nèi)呈逐年上升趨勢，嚴(yán)重威脅人民健康，給社會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在健康人體內(nèi)血尿酸處于動(dòng)態(tài)平衡，該平衡打破所致的高尿酸血癥，是痛風(fēng)發(fā)生的生化基礎(chǔ)；而葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9(glucose transporter 9，GLUT9)作為一種尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體，對體內(nèi)尿酸鹽穩(wěn)態(tài)的維持有著重要作用。本文就GLUT9的結(jié)構(gòu)、組織分布、生理功能及其編碼基因單核苷酸多態(tài)性與血尿酸水平及痛風(fēng)發(fā)病的相關(guān)性作一綜述。

痛風(fēng)；葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9

痛風(fēng)是由于嘌呤代謝紊亂，尿酸鹽生成增多和(或)排泄減少導(dǎo)致高尿酸血癥，尿酸鹽晶體析出并沉積于組織，從而致組織損傷的一組臨床癥候群。血尿酸由嘌呤核苷酸代謝而來，并主要通過腎臟排泄以維持動(dòng)態(tài)平衡(圖1)，尿酸生成增多或/和尿酸排泄障礙均可能導(dǎo)致高尿酸血癥，后者是痛風(fēng)發(fā)生的生化基礎(chǔ)。高尿酸血癥中不足10%為尿酸生成增多所致，原因多為黃嘌呤氧化酶(XOD)缺陷；90%以上為尿酸排泄減少所致。而尿酸的排泄有30%通過消化道、皮膚及呼吸道等腎外途徑，70%通過腎臟途徑，其中腎臟尿酸排泄障礙是原發(fā)性高尿酸血癥的主要原因。

腎臟對尿酸的排泄經(jīng)過了腎小球的濾過、分泌前的重吸收、腎小管的主動(dòng)分泌、分泌后重吸收四個(gè)過程[1]，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可能影響尿酸的排泄。而尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腎臟對尿酸的重吸收、分泌過程中發(fā)揮重要作用。以往大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(URATl)在尿酸鹽的重吸收中起重要作用，而Dinour等在爪蟾卵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體9(glucose transporter 9，GLUT9)在尿酸重吸收上發(fā)揮著比URATl更為重要的作用[2]。本文就GLUT9在痛風(fēng)發(fā)病中作用的研究進(jìn)展作一綜述。

圖1 人體血尿酸的代謝示意圖

1 GLUT9的結(jié)構(gòu)及組織分布

GLUT9由定位于人類染色體4p15.3～16的SLC2A9基因編碼，受電壓驅(qū)動(dòng)，故又名電勢驅(qū)動(dòng)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(tagedriven urate transporterl，URATv1)[3]。GLUT9為葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)家族(GLUT家族)的一員，與該家族其他轉(zhuǎn)運(yùn)體具有高度同源性(尤其是GLUT1～4)，該家族所有成員共享一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)特征：都有12個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，且該結(jié)構(gòu)都存在一個(gè)N-連接糖基化位點(diǎn)和位于胞漿內(nèi)的碳端及氮端[4]。GLUT9由GLUT9-L(含540個(gè)氨基酸)及GLUT9-S(含512個(gè)氨基酸)2種異構(gòu)體組成，2種異構(gòu)體僅僅是在N端第29個(gè)殘基存在差異，這種差異不影響功能，僅與其在組織中的錨定位點(diǎn)相關(guān)。每種異構(gòu)體的獨(dú)特N端氨基酸對該蛋白的穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)運(yùn)功能起著重要作用[4，5]。

GLUT9的2種異構(gòu)體的組織分布不同，在人體組織中，GLUT9-S僅僅在腎臟和胎盤[4]上表達(dá)，而GLUT9-L則在更多的組織上表達(dá)，如：肝臟[6]、腎臟、胎盤[7]、腸道、白細(xì)胞[7]、軟骨細(xì)胞[8]、胰腺、肺及腦組織；GLUT9的2種異構(gòu)體在腎臟上的分布不同，GLUT9-L主要位于近端腎小管基側(cè)膜，GLUT9-S則位于集合管的管腔膜[4]。綜上，可推測在不同的組織器官或在腎臟不同部位，GLUT9對尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控具有差異。

2 GLUT9的生理學(xué)功能

GLUT9具有7個(gè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)通路，主要與糖代謝有關(guān)，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖和果糖，但對果糖的親和力是對葡萄糖的3倍[9]。有研究發(fā)現(xiàn)：肝細(xì)胞葡萄糖和果糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT2)失活時(shí)可完全阻礙細(xì)胞對葡萄糖的攝取，而此時(shí)GLUT9仍呈高表達(dá)，表明GLUT9轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖和果糖的效率非常低，其主要作用并非是葡萄糖及果糖的轉(zhuǎn)運(yùn)[8]，該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與尿酸代謝也密切相關(guān)[2，10]，是一種高容量/高親和力的尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，同時(shí)也是GLUT家族中唯一轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸的成員[11，12]，其對尿酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)速度比對葡萄糖/果糖快45～60倍[2]。GLUT家族的其他14個(gè)成員主要轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖或其他單糖，而GLUT9則為葡萄糖及尿酸的共同轉(zhuǎn)運(yùn)體。

由于尿酸處理的種族特異性使選擇動(dòng)物模型來研究GLUT9的具體生理功能成為一種挑戰(zhàn)，故目前大部分研究集中于GLUT9結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的研究。隨著基因敲除技術(shù)的發(fā)展，Preitner F等人[6]通過基因敲除的方法，發(fā)現(xiàn)在全身性GLUT9基因敲除的小鼠模型中，尿酸鹽排泄分?jǐn)?shù)增高；而在全身性和肝臟特異性GLUT9基因同時(shí)敲除的小鼠模型中，則出現(xiàn)血尿酸、尿尿酸的同時(shí)升高(尿酸排泄分?jǐn)?shù)增高20～30倍)。提示在腎臟缺乏GLUT9表達(dá)時(shí)，僅腎臟對尿酸鹽的重吸收被阻斷，隨尿液排出的尿酸鹽增多，其排泄分?jǐn)?shù)增高；而在肝臟及腎臟同時(shí)缺乏GLUT9基因表達(dá)的情況下，腎臟對尿酸鹽的重吸收被阻斷的同時(shí)，位于肝細(xì)胞基底膜上的GLUT9也喪失對尿酸鹽的重吸收功能，血漿中的尿酸鹽不能進(jìn)入肝細(xì)胞，不能被肝細(xì)胞內(nèi)尿酸酶降解為尿素囊，從而導(dǎo)致血尿酸及尿尿酸同時(shí)升高。據(jù)此推測該轉(zhuǎn)運(yùn)體在肝臟和腎臟的尿酸鹽跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)中都起著重要作用，GLUT9除了通過腎臟途徑重吸收尿酸鹽，還可通過分布在肝細(xì)胞基底膜上的該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，介導(dǎo)血液中的尿酸鹽進(jìn)入到肝細(xì)胞，然后由肝細(xì)胞內(nèi)的尿酸酶將其降解為尿素囊，經(jīng)腸腔隨糞便排泄至體外。

3 SLC2A9基因多態(tài)性與血尿酸水平及痛風(fēng)發(fā)病的相關(guān)性

Kolz等[13]對28141個(gè)歐洲人的全基因組關(guān)聯(lián)研究進(jìn)行薈萃分析發(fā)現(xiàn)：7個(gè)胞膜尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體(包括SLC17A1、 SLC17A3、SLC22A11、SLC22A12、 SLC16A9、ABCG2、SLC2A9)的基因變異體占了影響尿酸濃度變異因素的5%，而SLC2A9基因位點(diǎn)的變異在其中作用突出，占了幾個(gè)尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體變異因素的2/3，起著決定性的影響。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)SLC2A9對男性血尿酸有1%～2%的變量貢獻(xiàn)，而對女性則有5%～6%的變量貢獻(xiàn)[14～16]該基因的次要等位基因rs734553對女性血尿酸水平的降低影響較男性更大。以上研究提示SLC2A9對血尿酸濃度的影響有重要意義，且該具有性別差異，對女性影響更大，推測雌激素在GLUT9對尿酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)中起刺激作用。

編碼GLUT9的SLC2A9基因包含了13個(gè)外顯子，近年來一系列研究報(bào)告顯示SLC2A9為體外尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)所需[2，17～19]，自2013年以來，許多全基因組關(guān)聯(lián)研究也表明：人類SLC2A9基因多態(tài)性對血尿酸水平有很大的影響[20～23]。在對高加索人的病例對照研究中發(fā)現(xiàn)SLC2A9的變異對高尿酸的危險(xiǎn)相關(guān)系數(shù)(OR)為1.7～1.9，對痛風(fēng)的OR為1.3～2.1[24]；SLC2A9在新西蘭毛利人和太平洋沿岸人的變異體對痛風(fēng)的OR更高[25]。研究發(fā)現(xiàn)SLC2A9的兩個(gè)位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性(rs13124007、rs6850166)與痛風(fēng)易感性相關(guān)[26]：前者的C等位基因、后者的A等位基因是痛風(fēng)易感性的危險(xiǎn)因素，OR值分別為1.709 、1.645。我們課題組研究發(fā)現(xiàn)SLC2A9基因rs3733591單核苷酸多態(tài)性與我國漢族人群原發(fā)性痛風(fēng)發(fā)病相關(guān)，等位基因C是發(fā)生痛風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)因子，攜帶TC基因型的痛風(fēng)患者外周血單個(gè)核細(xì)胞SLC2A9 mRNA顯著高于TT基因型痛風(fēng)患者[27]。以上研究提示SLC2A9的單核苷酸多態(tài)性與痛風(fēng)易感性相關(guān)，且在不同種族人群中SLC2A9的SNP基因位點(diǎn)不盡不同，更多的新的SNP基因位點(diǎn)有待進(jìn)一步探究。

SLC2A9的SNP不僅僅只跟痛風(fēng)的發(fā)病相關(guān)，與糖負(fù)荷的增加后對血尿酸的影響、痛風(fēng)石的形成、血甘油三酯、舒張壓、收縮壓、體重指數(shù)(BMI)都有相關(guān)性[26]。研究發(fā)現(xiàn)SLC2A9的rs11942223的單核苷酸多態(tài)性可影響高加索人群在糖負(fù)荷的增加、血尿酸及尿酸腎小球?yàn)V過率的變化[28]。一項(xiàng)在中國漢族痛風(fēng)男性的研究，首次將痛風(fēng)、多態(tài)性及單元型在啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合進(jìn)行研究：發(fā)現(xiàn)位于SLC2A9的外顯子1上游的 rs13124007、rs6850166的多態(tài)性與痛風(fēng)易感性相關(guān)；其基因表型分析表明rs13124007的GG單體型是痛風(fēng)的保護(hù)因素，而CA單體型則增加了痛風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)[26]。以上研究提示：SLC2A9的SNP不僅僅限于在外顯子和內(nèi)含子，在啟動(dòng)子的序列里也存在和血尿酸/痛風(fēng)相關(guān)的SNP，需要在不同種族人群中進(jìn)行研究，并聯(lián)合功能試驗(yàn)加以驗(yàn)證。

4 小結(jié)

GLUT9在尿酸重吸收中發(fā)揮的重要作用逐漸被認(rèn)識(shí)，其在痛風(fēng)發(fā)病中作用的研究越來越受到關(guān)注，有關(guān)該轉(zhuǎn)運(yùn)體的研究正在展開。GWAS發(fā)現(xiàn)SLC2A9的單核苷酸多態(tài)性與痛風(fēng)發(fā)病密切相關(guān)。功能實(shí)驗(yàn)表明GLUT9為高容量、高親和性的尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體，在腎臟重吸收尿酸的過程中發(fā)揮重要的作用，并與其他尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體組成尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體共同維持血尿酸水平。加強(qiáng)GLUT9在痛風(fēng)發(fā)病中的研究將有助于進(jìn)一步闡明痛風(fēng)的發(fā)病機(jī)制，并有助于為痛風(fēng)的防治開辟新的方向。

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The role of glucose transporter 9 in the development of Gout

LIU Lu，QIN Yu-feng，ZHOU Jing-guo

(Departement of Rheumatology，the Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College，Nanchong 637000，China)

ZHOUJing-guo

In the worldwide，the incidence and prevalence of gout have showed an increasing trend year by year，it threaten to people’s health seriously and has brought huge economic burden.In vivo of the healthy human，urate are in dynamic equilibrium，while the urate balance is broken，hyperuricemia is going to be formed and as the biochemical basis for the onset of gout.As a urate transporter，GLUT9 plays an important role in urate homeostasis in vivo.Here is to make a review on GLUT9’s structure，distribution，physiological function and the relevance between SNP of its coding gene and the incidence of gout or blood uric acid levels.

Gout； Glucose transporter 9

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：81272047)，四川省教育廳科研基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：12ZA046)

周京國，男，主任醫(yī)師，教授，碩士及博士研究生導(dǎo)師。四川省醫(yī)學(xué)會(huì)副會(huì)長，中華醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕病分會(huì)委員，四川省醫(yī)師協(xié)會(huì)風(fēng)濕免疫科醫(yī)師專科委員會(huì)副主任委員，四川省醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕專委會(huì)副主任委員，海峽兩岸醫(yī)師交流協(xié)會(huì)風(fēng)濕免疫學(xué)分會(huì)常委。主要研究方向：風(fēng)濕免疫，痛風(fēng)發(fā)病機(jī)制的研究。

R573

A

1672-6170(2015)05-0042-04

2015-03-29)