2.有机阴离子转运体系的功能特性

在肾脏,有机阴离子经由近端小管上皮细胞分泌至少有两步。第一步:小管周血浆中的有机阴离子穿过基底外侧膜进入近端肾小管细胞。PHA在穿过近端小管细胞的基底外侧膜时需克服电化学梯度从而引发与细胞内二羧酸盐交换体物质的交换。两种有机阴离子转运体OAT1和OAT3^{[ 11 ]}已经证实在该步中起作用。第二步:有机阴离子穿过肾小管上皮细胞顶膜进入尿液排泄,该过程被认为由特定的转运体所介导。

3.组织表达和尿酸转运功能

OAT1的mRNA主要在肾脏表达,在脑组织也有较弱表达。在肾脏OAT1主要表达于近曲小管的基底膜,在S2段的表达高于S1、S3段,而在远曲小管和集合则不表达^{[ 12 ]} hOAT1对尿酸的转运具有时间和剂量依赖性^{[ 2, 13 ]} ,许多有机和无机阴离子可以影响尿酸盐经hOAT1的转运。由于OAT1主要表达于近曲小管的基底膜,有学者提出在尿酸盐分泌的第一步,即将尿酸盐从管周间隙摄取入肾小管细胞这一过程中hOAT1起重要作用。

OAT3表达于肝脏、肾脏、脑及眼组织。在肾脏rOAT3主要位于基底膜,在近曲小管的S1、S2、S3段,髓攀升支粗段、集合管、近曲小管的大部分细胞都有rOAT3的存在。Bakhiy等^{[ 14 ]}发现, hOAT3 是一个有机阴离子/二羧酸盐转运子,与hOAT1相似,可能参与肾脏尿酸盐的转运。因其位于肾小管的基底膜,推测可能参与管周细胞摄取尿酸盐从而有利于尿酸盐的分泌,或者与基底膜的尿酸盐排入管周毛细血管与随后的尿酸盐重吸收有关。

人肾脏免疫组化分析显示, URAT1 (尿酸盐/阴离子交换体)只在肾脏中表达,它位于近端小管细胞的顶膜。实验发现hURAT1具有转运尿酸盐的功能并呈时间依赖性,有饱和现象,其介导的尿酸盐转运过程不受膜电压和细胞内外PH值的影响,是一个电中性的尿酸盐交换子。许多有机阴离子都可影响尿酸盐经hURAT1 的转运过程,而PAH 却对hURAT1转运尿酸盐的功能无影响^{[ 4 ]} 。推测hUART可能是从管腔吸收尿酸盐进入细胞的通道,与尿酸盐的重吸收关系密切。

4.分子鉴定及基因变异对肾脏尿酸排泄的影响

OAT1的cDNA 全长2227bp,编码含12 个跨膜区551个氨基酸的蛋白质。分离出的hOAT1位于染色体11q13. 1,含有10个外显子和9个内含子,启动子上游有2. 5kb 的序列, 有4 种变异体, 其中hOAT121、hOAT122是有功能的。B leasby等^{[ 15 ]}研究了92个来自非洲、亚洲和高加索人种个体基因组DNA的20个hOAT1的SNPs。5个位于非翻译区, 6个位于内含子, 9个位于外显子(其中在氨基酸序列中有两个SNPs编码发生改变: R50H和K293 I,这只出现在非洲人群中) 。有学者提出hOAT1基因突变可能与家族性青年性痛风性肾病有关^{[ 2 ]} ,基因突变导致编码的蛋白质虽在近曲小管细胞表达,但却不是转运蛋白,没有转运尿酸的功能^{[ 3 ]} 。

1999年Kusuhara等^{[ 12 ]}从鼠肾mRNA 中扩增出与rOAT1、rOAT2在氨基酸水平同源性分别为49%、39%的蛋白质,发现它与OATs家族有相同的结构特点,属于OATs家族成员,命名为rOAT3 ( rator ganicanion transporter3) 。其cDNA全长2191bp,编码536个氨基酸的蛋白质。hOAT3 基因位于11q11. 7,由SLC22A8基因编码,含有12 个跨膜结构域。近来Habu^{[ 16 ]}对高尿酸小鼠恢复期离子转运子的表达水平进行研究,结果表明:在高尿酸水平恢复期内,肾脏中rOAT1, rOAT3和rOCT2的蛋白和mRNA水平上的表达均逐步增加。此研究很好地说明了高尿酸血症与肾脏代谢中相关尿酸离子转运子有关。

2002年日本学者Enomoto 等从人肾脏克隆出hURAT1,并将其定位于染色体11q13。该基因内含有10个内含子和9个外显子, cDNA全长2642bp,编码区1659bp,编码555个氨基酸的蛋白质。hURAT1是OATs的类似物,其氨基酸序列与OAT4同源性为42%。2004年Kimiyos等^{[ 17 ]}对32 例无血缘关系的遗传性肾性低尿酸血症患者的hURAT1基因( Gene2bankNO. SLC22A12)进行了研究,结果发现30 例患者存在SLC22A12基因突变,共计10种突变类型,突变患者血尿酸水平显著降低,由此可见SLC22A12基因突变可能与人类循环中血尿酸水平相关。URAT1对于尿酸盐的特异性作用,使其成为研发治疗高尿酸血症新药的靶点。