壳寡糖抗痛风及高尿酸血症机制研究

摘要：目的：探究壳寡糖治疗痛风、高尿酸血症的活性和可能机制。　　

方法：

1、为了观察壳寡糖治疗痛风的活性，将佛波酯（phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA）作用于人髓系白血病单核细胞株THP-1细胞，从而将THP-1细胞诱导分化为单核/巨噬细胞。再将尿酸钠晶体（monosodiumurate,MSU）作用于分化而来的单核/巨噬细胞，以模拟痛风细胞模型。通过CCK-8法检测MSU损伤的单核/巨噬细胞生长率和壳寡糖的干预作用；ELISA法检测MSU作用下单核/巨噬细胞分泌的IL-1β水平。

2、为了观察壳寡糖治疗高尿酸血症的活性，将可溶性尿酸（uricacid,UA）作用于人肾小管上皮细胞株HK-2细胞，以建立高尿酸血症细胞模型。CCK-8法检测作用于HK-2细胞的UA和壳寡糖的合适浓度；尿酸浓度试剂盒检测细胞内尿酸浓度，以观察壳寡糖对尿酸转运的影响；ELISA法测定HK-2细胞对IL-1β、TNF-α、IL-6等炎症因子分泌情况；使用qRT-PCR、WesternBlot检测尿酸转运蛋白ABCG2、URAT1、GLUT9的表达情况。

3、利用生物信息学手段分析了壳寡糖的药理学作用涉及的靶点和通路。分析过程包括PubChem数据库获得壳寡糖的结构式、STRING数据库得到靶点间的蛋白质-蛋白质相互作用（protein-proteininteraction,PPI）信息、DAVID数据库进行基因本体功能（GeneOncology,GO）分析及京都基因与基因组百科全书（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes,KEGG）分析、KEGG数据库进行细胞信号通路分析和细胞信号通路绘制等。　　

结果：

1、单核/巨噬细胞经65μg/mLMSU作用24h，可导致单核/巨噬细胞生长率下降和IL-1β分泌增多。壳寡糖对单核/巨噬细胞具有一定促增殖作用，但无法降低MSU导致的IL-1β分泌增加。

2、加入1.5mMUA对HK-2细胞生长无毒性作用。壳寡糖可降低HK-2细胞内尿酸浓度，并可促进ABCG2蛋白表达，抑制URAT1、GLUT9蛋白表达。

3、生物信息学分析显示，壳寡糖涉及19个靶点。其中PPI分析中相关联的靶点共14个，分别是CHIT1、CHIA、NAGK、HEXB、HEXA、RENBP、LYZL1、PPARG、SPP1、IL1B、LYZ、CD40LG、GHRL、APOB。GO分析显示，壳寡糖生物学功能涉及371种生物学过程、14种细胞成分、46种分子功能。KEGG分析显示，壳寡糖生物学功能也涉及氨基糖和核苷酸糖代谢、溶酶体功能、鞘糖脂生物合成、聚糖降解、糖胺聚糖降解、疟疾相关等信号通路。其中氨基糖和核苷酸糖代谢最显著，为关键通路，涉及CHIT1、CHIA、NAGK、HEXB、HEXA、RENBP等蛋白。这些蛋白在氨基糖和核苷酸糖代谢通路中的上游位置，因而在该通路中起重要作用。　　

结论：　　

1、壳寡糖具有治疗痛风的活性，但其干预痛风发病过程中的炎症反应的活性较弱。　　

2、壳寡糖促进细胞内尿酸排泄，抑制尿酸吸收，说明具有治疗高尿酸血症的活性。　　

3、壳寡糖的药理学作用涉及氨基糖和核苷酸糖代谢，可能是其发挥药理学作用的关键机制。

参考文献：

 [1] 周卫强,李娟,沈雪梅,等.基于紫外检测器的壳寡糖色谱分析与比较[J].理化检验（化学分册）.2021,(8).DOI:10.11973/lhjy-hx202108005.

  [2] 许乐欣,王晓清,王子奥,等.甲壳素及其衍生物在水产饲料中应用[J].湖南饲料.2021,(5).45-48.DOI:10.3969/j.issn.1673-7539.2021.05.014.

  [3] 牛艳斌,王朝云,翟杨,等.两种麻育秧膜对水稻种子萌发和秧苗素质的影响[J].中国麻业科学.2021,(4).DOI:10.3969/j.issn.1671-3532.2021.04.004.

  [4] 王春茹,郭晓风,单胜艳.天然型N-乙酰-D-氨基葡萄糖的生理功效及市场前景[J].食品研究与开发.2014,(2).DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2014.02.034.

  [5] 苏喆,黄哲甦.D-氨基葡萄糖抗肿瘤作用机制的研究进展[J].现代药物与临床.2020,(6).DOI:10.7501/j.issn.1674-5515.2020.06.044.

  [6] Hong-Tao Liu,Pei Huang,Pan MA,等.Chitosan oilgosaccharides suppress LPS-induced IL-8expression in human umbilical vein endothelial cells through blockade of p38 and Akt protein kinases[J].中国药理学报（ 英文版）.2011,(4).DOI:10.1038/aps.2011.10.

  [7] 刘洋,韩宝芹,刘万顺,等.壳寡糖对酵母联合腺嘌呤致高尿酸血症小鼠的治疗作用[J].中国海洋大学学报（自然科学版）.2009,(S1).

  [8] 梁瑜.壳寡糖抗痛风作用研究[J].青岛大学.2010.DOI:10.7666/d.y1734203.

  [9] Karcz, Tadeusz P.,Whitehead, Gregory S.,Nakano, Keiko,等.UDP-glucose and P2Y(14) receptor amplify allergen-induced airway eosinophilia[J].The Journal of Clinical Investigation: The Official Journal of the American Society for Clinical Investigation.2021,131(7).DOI:10.1172/JCI140709.

  [10] Foster, Paul S.,Tay, Hock L.,Hogan, Simon P..Uridine diphosphate-glucose/P2Y(14)R axis is a nonchemokine pathway that selectively promotes eosinophil accumulation[J].The Journal of Clinical Investigation: The Official Journal of the American Society for Clinical Investigation.2021,131(7).DOI:10.1172/JCI147735.