FSHW | 柳叶蜡梅叶黄酮通过调节小鼠体内尿酸代谢和肠道稳态缓解高尿酸血症

2023-12-27 23:48:31

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Introduction

高尿酸血症是一种主要由尿酸（UA）生成增加或排泄减少引起的代谢性疾病。随着人们生活水平的不断提高，高尿酸血症的发病率不断上升，发病年龄趋于年轻化。目前治疗高尿酸血症的药物均引起一些不良反应，因此，开发安全有效的治疗高尿酸血症的替代药物迫在眉睫。

柳叶蜡梅，又称黄金茶，是一种功能性绿茶和药用植物。据《中国药典》记载，柳叶蜡梅具有清热、解毒、消炎、助消化等生物学活性。但柳叶蜡梅是否具有缓解高尿酸血症的作用尚不清楚，有待进一步研究。因此，本研究旨在评价柳叶蜡梅叶黄酮(CLF)对高尿酸血症的改善作用，并探讨其机制。我们的发现揭示了CLF有希望作为治疗高尿酸血症候选药物的一个新功能。

图1 实验设计思路

Results and Discussion

CLF可改善肾脏病理损伤

高尿酸血症常并发慢性肾脏疾病，过量的UA可引起肾损伤。正常组小鼠肾小管和肾小球结构完整。模型组肾损伤严重，肾间质有大量炎性细胞浸润，肾小球明显受损，肾小管上皮细胞坏死脱落，局部肾小管出现空泡化。而结果显示CLF治疗可有效缓解高尿酸小鼠的肾损伤。

图2 不同组小鼠肾脏H&E染色代表图

CLF抑制UA的生物合成，促进UA的排泄

UA的合成主要受肝脏中关键酶的影响。与NC组比较，MC组XO、PRPS、ADA mRNA表达量均显著上调。与MC相比，CLF处理组小鼠体内这三种酶的基因转录水平显著降低。因此，CLF可以通过降低XO、PRPS和ADA的mRNA表达水平来抑制小鼠UA的产生。

图3 UA产生相关酶在肝脏中的mRNA表达

UA的过量产生并不是高尿酸血症的主要原因，而90%的情况是由于肾脏尿酸转运体异常导致UA排泄减少所致。本研究中，与NC组相比，MC组GLUT9、URAT1肾脏mRNA表达水平以及蛋白表达水平显著上调，ABCG2、MRP4、OAT1表达水平显著下调。而CLF干预后逆转了这种变化。结果表明，CLF通过调节肾脏尿酸转运蛋白表达来改善UA代谢，从而促进UA分泌，抑制UA再吸收。

图4 RT-qPCR检测肾组织中UA转运体mRNA表达

CLF保护小鼠肠道屏障的完整性

肠道屏障可以防止细菌和毒素等有害物质从肠道黏膜进入其他组织、器官和血液循环。与正常组小鼠相比，模型组ZO-1、MUC2、MUC4水平明显降低，TLR4、MyD88水平明显升高。而CLF可显著提高ZO-1、MUC2、MUC4基因表达水平，降低TLR4、MyD88水平。因此，CLF可以通过上述作用调节小鼠肠道内稳态，从而改善小鼠UA代谢紊乱。

图5 肠道屏障相关基因表达水平

CLF调节肠道菌群以缓解高尿酸血症

越来越多的研究表明，高尿酸血症对肠道菌群组成有显著影响，高尿酸血症与肠道菌群之间存在双向关系。为了研究CLF是否可以通过调节肠道菌群来改善高尿酸血症，测定了肠道菌群的相关指标，并分析了肠道菌群与高尿酸血症表型之间的相关性。数据显示，CLF可以改变肠道菌群来调节高尿酸血症，增加有益菌的丰度，减少有害菌的丰度，恢复肠道内稳态。肠道菌群与高尿酸血症表型的相关分析也显示，经CLF处理后，与高尿酸血症指标呈正相关的细菌丰度显著降低，与高尿酸血症指标负相关的细菌丰度显著增加。因此，CLF可以修复受损的肠道屏障，调节肠道菌群紊乱，缓解小鼠高尿酸血症。

图6 CLF对肠道微生物组成及多样性的影响

Conclusion

CLF可预防小鼠高尿酸血症，减轻肾脏损伤，改善肠道稳态。CLF的降尿酸作用主要是由于以下潜在机制：1）CLF下调嘌呤代谢关键酶的活性，从而减少UA的产生。同时，CLF调节肾脏中UA转运体的基因和蛋白表达，促进UA排泄。2）CLF通过调节肠道内相关基因的表达，修复肠道屏障，调节肠道菌群组成，增加有益菌的丰度，减少有害菌的丰度，恢复肠道内稳态。总之，本研究表明柳叶蜡梅叶有治疗或预防高尿酸血症的潜力。

通信作者

王文君，男，江西农业大学副校长，食品科学与工程学院教授，博士生导师。是教育部食品科学与工程类教学指导委员会委员(2018-2022年)，江西省食品科学与工程类教学指导委员会副主任委员，江西省营养学会副理事长，《食品科学》、《江西农业大学学报》编委，Carbohydrate Polymers、Journal of Functional Foods、International Journal of Biological Macromolecules等期刊审稿专家，中国营养学会会员、江西省畜牧兽医学会常务理事、江西省食品科学技术学会常务理事。在国内外学术期刊发表学术论文140多篇，其中SCI论文80余篇，出版著作六部。主持国家基金项目2项、省部级项目14项，市厅级项目5项。获江西省科技进步二等奖、江西省教育厅优秀成果二等奖、三等奖、农业部农牧渔业丰收奖三等奖、和江西省农科教突出贡献奖三等奖各一项。2010年入选江西省新世纪“百千万人才工程”人选， 2018年入选江西省主要学科学术和技术带头人。

Chimonanthus nitens Oliv. leaves flavonoids alleviate hyperuricemia by regulating uric acid metabolism and intestinal homeostasis in mice

Wenya Meng^a, Lingli Chen^a, Kehui Ouyang^b, Suyun Lin^a, Yang Zhang^a, Jing He^a, Wenjun Wang^a,*

^a Jiangxi Key Laboratory of Natural Products and Functional Food, College of Food Science and Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

^b College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

*Corresponding author.

Abstract

This study aimed to evaluate the alleviating effect of Chimonanthus nitens Oliv. leaves flavonoids (CLF) on hyperuricemia induced by potassium oxonate in mice. The results showed that CLF lowered the serum levels of uric acid (UA), creatinine and blood urea nitrogen, downregulated hepatic mRNA expressions of xanthine oxidase (XO), phosphate ribose pyrophosphate synthetase (PRPS) and adenosine deaminase (ADA) in hyperuricemia mice. In addition, CLF repaired renal injury by significantly down-regulating mRNA and protein expressions of renal UA reabsorption-related proteins and up-regulating the mRNA and protein expressions of UA secretory-related proteins. Finally, CLF inhibited UA synthesis and promoted UA excretion to alleviate hyperuricemia. Besides, CLF supplementation repaired the intestinal barrier function as demonstrated by significant increased mRNA levels of intestinal zonula occludens-1 (ZO-1), Occludin, mucin 2 (MUC2) and mucin 4 (MUC4), as well as decreased mRNA levels of toll-like receptor 4 (TLR4) and myeloid differentiation factor 88 (MyD88) in mice. Further research showed that CLF treatment restored intestinal homeostasis mediated by improving the composition of gut microbiota and elevating the abundance of beneficial bacteria like Lactobacillus, Alistipes, Prevotellaceae_UCG-001 and Parasutterella. Overall, our findings revealed a novel function of CLF as a promising therapeutic candidate for the treatment of hyperuricemia.

Reference:

MENG W Y, CHEN L L, OUYANG K H, et al. Chimonanthus nitens Oliv. leaves flavonoids alleviate hyperuricemia by regulating uric acid metabolism and intestinal homeostasis in mice[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(6): 2440-2450. DOI:10.1016/j.fshw.2023.03.011.

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