高尿酸血症(Hyperuricemia, HUA)是机体嘌呤代谢紊乱引起的疾病，可导致尿酸(UA)分泌过多或肾脏排泄功能障碍，通常表现为UA水平异常，严重者可导致痛风性关节炎、肾结石和肾损伤。现有治疗HUA的药物，可减少UA的产生，但长期使用会引起过敏反应和肝肾毒性。SHECN (Ser-His-Glus-Cys-Asn)是一种大豆衍生的肽，具有良好的抗氧化活性和体外降尿酸活性。SHECN在高尿酸血症细胞模型中表现出较高的XO和ADA抑制活性。但大豆生物活性肽降低尿酸的作用机制还值得进一步研究，因此，本研究通过构建高尿酸血症动物模型，进一步探索其在高尿酸血症小鼠中的降尿酸潜力。
大连工业大学林松毅教授团队在Food Bioscience上发表题为《Mechanism of targeted uric acid reduction by soybean protein peptide SHECN in hyperuricemia mice and improvement of liver injury》的文章， 结果证实，SHECN可影响小鼠肝脏中尿酸合成关键受体蛋白的活性水平，最终降低血清尿酸水平，减轻肝损伤。
1. 小鼠血清中的尿酸水平。
实验小鼠给予别嘌呤醇和不同浓度大豆肽7天的结果。结果表明: PO诱导组血清UA水平显著高于NC组，表明HUA小鼠模型建立成功。小鼠血清UA指数显示，AP组(10 mg/kg)的降低UA效果最好，其次是SHECN-H组(40 mg/kg)。各组UA水平随肽浓度的增加而逐渐降低。结果表明，UA水平的降低与肽浓度呈剂量依赖性。血清尿酸水平是高尿酸血症最典型的临床表现，其数值直接反映了SHECN对HUA小鼠尿酸水平的缓解作用，值得进一步研究。
图1 小鼠血清尿酸水平
2.血清及肝脏中黄嘌呤氧化酶和腺苷脱氨酶活性
抑制黄嘌呤氧化酶(XO)活性是治疗痛风和降低体内尿酸(UA)过度合成的有效方法。研究显示，高尿酸血症(HUA)小鼠的血清和肝脏XO活性显著高于正常对照(NC)组，表明XO在尿酸生成中活性增强。综合分析结果显示，SHECN干预后，HUA小鼠血清XO活性显著低于HUA组，且肝组织XO活性随SHECN浓度增加而降低，表明其具有剂量依赖性。SHECN的效果与降低血清UA水平一致，验证了其通过抑制XO减少UA生成的机制。此外，腺苷脱氨酶(ADA)活性在HUA组显著升高，而SHECN-L组肝脏ADA活性显著低于HUA模型组。
3.血清及肝脏中次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶活性
在嘌呤代谢途径中，氧化嘌呤(次黄嘌呤和黄嘌呤)可通过多种酶代谢为UA，其中次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸化核糖基转移酶(HGPRT)是UA生物合成的关键酶。如图2(E、F)所示，NC组HGPRT活性显著高于HUA模型组。如图2(F)所示，NC组HGPRT活性为7.20±0.03ng/mL。HUA模型肝脏HGPRT活性以SHECN干预效果最好，HGPRT活性为6.71±0.01ng/mL。根据图1的分析，SHECN-H组降尿酸效果最好。推测随着肽浓度的增加，HGPRT活性逐渐增强，降尿酸作用逐渐增强。
图2 大豆蛋白肽SHECN对高尿酸血症小鼠血清及肝组织关键酶活性的影响
4.血清及肝脏中AST和ALT水平
图3(A和B)显示，Babl/c小鼠血清与肝脏中的ALT和AST活性变化情况。正常对照(NC)组血清ALT和AST活性分别为7.67±0.60 U/L和9.72±1.95 U/L， HUA组则显著升高。肝组织中的ALT和AST活性与血清结果一致，且随多肽浓度增加而剂量依赖性降低。别嘌呤醇干预组血清ALT、AST活性差异无统计学意义。综合分析显示，SHECN-L组的ALT和AST活性显著低于HUA组，表明其具有一定的抑制作用。
图3 SHECN和别嘌呤醇干预后小鼠转氨酶水平
5. 肝脏组织病理学分析
为了研究和比较大豆肽SHECN与AP对HUA小鼠肝组织损伤的影响，进行了H&E染色。结果显示，除 AP组外，其余组均未见明显异常，细胞大小均匀、形态正常、排列紧密，未见肿胀或退变等损伤。相较之下，模型组的肝细胞出现体积缩小、核消失及细胞质溶解，肝窦变宽且不规则。AP干预后，肝组织切片显示肝窦扩张及肝索结构部分破坏。相比之下，经过SHECN干预后，肝细胞排列紧密，肝小叶结构清晰。根据组织切片和ALT、AST活性数据，AP造成的肝脏损伤较SHECN严重。尽管AP能显著降低UA水平，但却加重了肝损伤。而SHECN则在降低尿酸水平的同时，减轻了对肝脏的损害，显示出其在治疗与高尿酸血症相关肝损伤方面的潜力。
图4 小鼠肝脏组织病理学切片
6. SHECN对HUA小鼠肝脏XO、HGPRT和ADA表达的调控
大豆肽SHECN的高剂量组显著降低了实验小鼠肝脏中的黄嘌呤氧化酶(XO)浓度。为研究XO在高尿酸血症(HUA)小鼠肝脏中的表达，进行了WB实验。结果显示，与正常对照组相比，HUA模型组中XO和腺苷脱酸酶(ADA)的表达显著增加。SHECN干预后，XO和ADA的表达量分别降至0.54±0.02%和0.76±0.02%，均显著低于HUA模型组。
此外，SHECN通过抑制XO和ADA活性，减缓了IMP向肌苷的代谢以及次黄嘌呤向黄嘌呤和尿酸的转化。同时，SHECN促进了HPRT的表达，其值为1.09±0.06%，显著高于HUA模型组。这表明SHECN在减轻高尿酸血症和保护肝脏方面发挥了重要作用。
图5 SHECN对高尿酸小鼠肝脏相关蛋白表达的影响
7.大豆肽SHECN与关键肝脏受体蛋白的分子对接
本研究模拟了大豆肽SHECN与腺苷脱酸酶(ADA)和次黄嘌呤核苷酰化酶(HGPRT)的分子对接。结果显示，SHECN与这两个靶蛋白的结合能量均小于−6 kcal/mol，表明结合稳定。
SHECN与ADA的主要相互作用为氢键和疏水相互作用，活性位点氨基酸包括TRP-117、ASP-66、SER-103、HIS-17、CYS-153、ASP-295和GLU-217，显示出良好的结合能力。
与HGPRT的结合同样主要依赖氢键、疏水相互作用及π堆积，活性位点氨基酸包括TRP-199、ASP-197、LYS-178等。这些结果表明SHECN与这两种酶有良好的结合性，为研究肽配体在蛋白腔内的稳定性提供了重要依据。
图6 SHECN与肾关键受体蛋白的分子对接图
本研究利用构建的高尿酸血症小鼠模型的肝组织和血清样本，探讨了大豆肽SHECN对小鼠血清尿酸水平、肝脏关键酶活性和器官损伤的改善作用。研究发现，SHECN与XO、HGPRT和ADA蛋白的相互作用良好，为其相互调控机制提供了重要理论依据,为开发具有缓解高尿酸血症作用的大豆生物活性肽提供了新的思路。
本文作者: HXQ
责任编辑: TJY
全文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221242922401976X
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