黃雅君，王松姣，曾嶸，王宇學(xué)，劉湘

(湖北中醫(yī)藥大學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院，武漢 430070)

尿酸是人類嘌呤代謝的終產(chǎn)物，主要來(lái)源于膳食攝取和體內(nèi)核苷酸的分解代謝，通過(guò)腎臟和腎外途徑(主要是腸道)排出體外。當(dāng)機(jī)體內(nèi)尿酸平衡狀態(tài)被打破后，會(huì)形成高尿酸血癥。高尿酸血癥會(huì)引起人體內(nèi)代謝紊亂，誘發(fā)代謝綜合征相關(guān)疾病，最終造成多器官不可逆損傷[1]。三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G2(adenosine triphosphate binding box transporter G2，ABCG2)是ATP結(jié)合式轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的成員之一，最早發(fā)現(xiàn)其與乳腺癌細(xì)胞耐藥有關(guān)。目前，越來(lái)越多的研究表明，高尿酸血癥的發(fā)生與ABCG2密切相關(guān)[2]。因此，本文從ABCG2基因Q141K突變、雌激素對(duì)ABCG2蛋白的調(diào)控等方面闡述了高尿酸血癥相關(guān)的影響因素，同時(shí)探討目前臨床上關(guān)于ABCG2基因Q141K突變檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為ABCG2基因的臨床應(yīng)用和檢測(cè)提供相關(guān)依據(jù)。

1 ABCG2的基本特征

ABCG2基因位于4號(hào)染色體1區(qū)2帶，其表達(dá)蛋白質(zhì)屬于ABC超家族亞族G中的第2個(gè)成員，由655個(gè)氨基酸組成[3-4]。腎臟中的ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體對(duì)維持體內(nèi)尿酸含量的平衡起著重要作用，當(dāng)腎臟過(guò)度負(fù)荷或腎臟尿酸排泄受阻時(shí)，腸道ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體占主導(dǎo)地位[5]。肝臟中的ABCG2蛋白具有清除藥物和毒素的作用，也可以通過(guò)膽汁排泄尿酸，但是清除能力極微[6]。血腦屏障中的ABCG2蛋白可保護(hù)大腦免受毒素積累的損傷，也可幫助維持腦脊液中適當(dāng)?shù)哪蛩釢舛?，?duì)大腦功能與健康有深遠(yuǎn)的影響[7]。另外，胎盤(pán)合體滋養(yǎng)細(xì)胞中的ABCG2蛋白可通過(guò)運(yùn)輸雌激素來(lái)保護(hù)胎兒免受毒素侵害[8]。妊娠和哺乳期的乳腺上皮細(xì)胞中ABCG2蛋白增加，可能導(dǎo)致母乳中毒素積累，威脅到嬰兒的健康[9]。

2 ABCG2基因Q141K突變誘發(fā)高尿酸血癥

人體內(nèi)血尿酸水平的遺傳性可高達(dá)40%～70%，一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)，至少有28個(gè)基因位點(diǎn)與高尿酸血癥相關(guān)，其中ABCG2基因Q141K位點(diǎn)突變尤為突出，該突變?cè)谥袊?guó)、美國(guó)、日本、冰島和高加索等多個(gè)地區(qū)人群中均可被檢測(cè)到，且與人體內(nèi)血尿酸的含量增加有關(guān)[10]。

2.1Q141K突變對(duì)ABCG2的影響 Q141K突變又稱為rs2231142或C421A，是發(fā)生于ABCG2基因的常見(jiàn)突變，該突變導(dǎo)致ABCG2基因第5 個(gè)外顯子的421 位點(diǎn)堿基發(fā)生替換(腺嘌呤替代胞嘧啶)，導(dǎo)致其編碼的多肽141 位谷氨酰胺變?yōu)橘嚢彼帷?/p>

Q141K突變會(huì)降低ABCG2蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)降解途徑，使泛素介導(dǎo)的蛋白酶體降解ABCG2蛋白，最終造成細(xì)胞表面ABCG2蛋白的表達(dá)量下降[11]。同時(shí)，ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體需要ATP水解提供能量以維持轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸的功能，而Q141K突變也可干擾ATP水解過(guò)程，繼而導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸發(fā)生障礙。研究發(fā)現(xiàn)，與野生型ABCG2蛋白相比，Q141K突變型ABCG2蛋白尿酸分泌功能僅為野生型蛋白的54%[12]。此外，Q141K突變也可能調(diào)控ABCG2mRNA 3′端非編碼區(qū)(3′-UTR)，影響微小RNA與3′-UTR 之間的交互作用，以調(diào)控ABCG2mRNA降解和蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程[13]。

2.2ABCG2基因Q141K突變對(duì)高尿酸血癥的影響 一項(xiàng)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示，在非洲爪蟾卵母細(xì)胞表面，表達(dá)Q141K突變的卵母細(xì)胞相比于野生型ABCG2卵母細(xì)胞，其細(xì)胞內(nèi)尿酸含量明顯增加[14]。另有臨床研究也發(fā)現(xiàn)，不同人群3種基因型(CC型、CA型和AA型)中含有A等位基因的人群血清尿酸含量更高(相對(duì)于CC型，CA型和AA型的OR值分別為2.405和1.133)[15]；張冰清等[16]通過(guò)分析308例高尿酸血癥患者rs2231142(C>A)與高尿酸血癥的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)A等位基因攜帶者發(fā)生高尿酸血癥的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)(OR)為2.89(95%CI:1.94～4.37)。Chen等[17]發(fā)現(xiàn)與基因型CC相比，基因型CA發(fā)生高尿酸血癥的OR為1.84(95%CI:1.45～2.34)，而基因型AA增加至3.37(95%CI:2.43～4.68)。以上研究均表明ABCG2基因Q141K突變會(huì)影響人體內(nèi)血液尿酸含量，A等位基因增加了高尿酸血癥的風(fēng)險(xiǎn)，是其獨(dú)立危險(xiǎn)因素，等位基因C是男性高尿酸血癥的保護(hù)因子，且與尿酸排泄過(guò)多的高尿酸血癥有關(guān)。分析原因可能由于Q141K突變嚴(yán)重影響ABCG2蛋白的表達(dá)與功能，導(dǎo)致ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸的能力減弱，腸道和腎臟內(nèi)尿酸排泄發(fā)生障礙，最終導(dǎo)致高尿酸血癥的產(chǎn)生。

3 雌激素通過(guò)調(diào)控ABCG2降低高尿酸血癥的發(fā)生

3.1雌激素對(duì)ABCG2的調(diào)控 在生理?xiàng)l件下，ABCG2蛋白的表達(dá)受到雌激素的調(diào)控。當(dāng)雌激素與雌激素受體α或β結(jié)合后，一方面通過(guò)與ABCG2啟動(dòng)子區(qū)域中雌激素反應(yīng)元件的結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄前調(diào)控ABCG2蛋白的表達(dá)，另一方面也可能通過(guò)激活 PTEN/PI3K/Akt/GSK3信號(hào)通路及泛素化等途徑降解ABCG2，在轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行負(fù)調(diào)控，從而降低ABCG2蛋白的表達(dá)[18]。

有學(xué)者研究了雌三醇、人胎盤(pán)催乳素、人催乳素、人絨毛膜促性腺激素對(duì)人胎盤(pán)BeWo細(xì)胞系中ABCG2表達(dá)水平的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在生理濃度下，雌三醇、人胎盤(pán)催乳素和人胎盤(pán)催乳素使細(xì)胞中ABCG2蛋白和mRNA的表達(dá)量顯著升高了2～3倍，而人絨毛膜促性腺激素對(duì)ABCG2的表達(dá)無(wú)影響[19]。表明不同種類雌激素可調(diào)控ABCG2蛋白的表達(dá)，其調(diào)控作用存在差異。

3.2雌激素含量下降促進(jìn)高尿酸血癥的發(fā)生 由于雌激素參與對(duì)ABCG2蛋白表達(dá)的調(diào)控，而ABCG2蛋白與尿酸的轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)，故而雌激素含量變化也可能影響體內(nèi)尿酸含量。有研究顯示，絕經(jīng)后，女性體內(nèi)雌激素含量發(fā)生較大變化，更易患高尿酸血癥；且與絕經(jīng)前相比，絕經(jīng)早期、中期和晚期高尿酸血癥的OR分別為1.19 (95%CI:0.80～1.77)，2.13 (95%CI:1.35～3.36)和1.65 (95%CI:1.33～2.04)[20]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，痛風(fēng)患者雌二醇水平[(45±6)μmol/L]較健康人群[(100±8)μmol/L]明顯降低，雌二醇與血尿酸水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.615)，且雌二醇可上調(diào)人腎小管上皮細(xì)胞ABCG2蛋白的表達(dá)[21]。以上研究均說(shuō)明雌激素含量下降促進(jìn)了高尿酸血癥的發(fā)生，可能與雌激素對(duì)ABCG2的調(diào)控有關(guān)。

4 ABCG2基因Q141K突變檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展

目前檢測(cè)高尿酸血癥患者外周血ABCG2基因Q141K突變的方法眾多，主要涉及測(cè)序、PCR和質(zhì)譜3大類技術(shù)平臺(tái)。其中，由PCR技術(shù)衍生出來(lái)的各類突變檢測(cè)方法在臨床上的應(yīng)用最為廣泛，而測(cè)序技術(shù)作為DNA序列檢測(cè)“金標(biāo)準(zhǔn)”，也越來(lái)越多地應(yīng)用于ABCG2基因Q141K突變檢測(cè)中。近年來(lái)，隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)譜法也出現(xiàn)在基因突變的檢測(cè)中?，F(xiàn)將相關(guān)文獻(xiàn)中不同檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，具體見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)高尿酸血癥患者ABCG2基因Q141K突變檢測(cè)方法的比較

5 小結(jié)及展望

ABCG2與高尿酸血癥的發(fā)生密切相關(guān)。ABCG2在腸道和腎臟依賴ATP水解功能轉(zhuǎn)運(yùn)尿酸，介導(dǎo)尿酸外排，維持體內(nèi)平衡狀態(tài)。當(dāng)ABCG2基因Q141K突變發(fā)生時(shí)，細(xì)胞表面ABCG2蛋白的表達(dá)量下降，ATP水解過(guò)程也受到干擾，導(dǎo)致ABCG2轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體外排尿酸減少，從而誘發(fā)高尿酸血癥。雌激素與其相關(guān)受體結(jié)合后，通過(guò)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控影響ABCG2的表達(dá)，可能促進(jìn)高尿酸血癥的發(fā)生。目前，檢測(cè)高尿酸血癥患者ABCG2基因Q141K突變的方法主要包括TaqMan探針實(shí)時(shí)熒光定量PCR、TaqMan-MGB探針實(shí)時(shí)熒光定量PCR法、測(cè)序法、高分辨熔解曲線技術(shù)、等位基因特異性PCR和Sequenom Mass ARRAY?SNP技術(shù)等，臨床上可根據(jù)不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和各自實(shí)驗(yàn)室的條件選擇合適的檢測(cè)方法。

綜上所述，伴隨著高尿酸血癥發(fā)病率的不斷攀升，針對(duì)高尿酸血癥的病因、發(fā)病機(jī)制、治療藥物研發(fā)方面的研究也越來(lái)越多，但是關(guān)于基因方面的研究在國(guó)內(nèi)外仍處于初級(jí)階段，另外關(guān)于雌激素對(duì)高尿酸血癥的影響也需要進(jìn)一步的體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)。應(yīng)注意的是，隨著各類基因突變檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，Q141K突變作為高尿酸血癥的易感性危險(xiǎn)基因位點(diǎn)，加快其在臨床中的檢測(cè)應(yīng)用將會(huì)為高尿酸血癥的早期干預(yù)、診斷和新型藥物的研發(fā)提供參考。