孫雪影，劉李

（中國藥科大學(xué)藥學(xué)院藥物代謝研究中心，江蘇 南京 210009）

1 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體概述

1.1 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體結(jié)構(gòu)

有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體（organic anion transporter，OAT）屬于溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體22（SLC22）亞家族。截至目前，研究發(fā)現(xiàn)SLC22亞家族OAT包括10個(gè)OAT（OAT1-10）和1個(gè)尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（URAT1）。OAT約由540 ～ 560個(gè)氨基酸組成，共有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，游離的羧基和氨基定位在胞內(nèi)側(cè)。在第1個(gè)和第2個(gè)跨膜域之間有一個(gè)大的疏水環(huán)，環(huán)上有很多糖基化位點(diǎn)，而在胞內(nèi)有一個(gè)含有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)的疏水環(huán)[1]。人OAT與大鼠和小鼠OAT具有較高同源性，如人OAT1蛋白與其他哺乳動(dòng)物OAT1同源基因具有86% ～ 96%的序列一致性；人OAT2蛋白與大鼠OAT2氨基酸序列同源性為79%；人OAT3蛋白與大鼠OAT3和小鼠OAT3的氨基酸序列同源性分別為79%和78%[2]。

1.2 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體分布和功能特性

OAT的底物大致分為外源性藥物及其代謝產(chǎn)物、內(nèi)源性物質(zhì)、環(huán)境毒素等。OAT系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)是對(duì)底物的“多特異性”識(shí)別[3]。OAT1-3的底物具有較大的重合性。表1列舉了OAT1-4的內(nèi)源性底物和藥物底物[4]。OAT介導(dǎo)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，其中OAT1和OAT3屬“三級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)”過程，即OAT1和OAT3通過與α-酮戊二酸交換方式逆負(fù)電荷轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)陰離子，而α-酮戊二酸梯度的維持依賴于Na+-二羧酸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+梯度的維持依賴于Na+/K+-ATP酶[5]。而OAT7通過底物與短鏈脂肪酸交換介導(dǎo)有機(jī)陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)[6]。OAT8可能依賴于V-ATPase發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)功能[7]。OAT10可能是通過與琥珀酸交換方式逆負(fù)電荷實(shí)現(xiàn)有機(jī)陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)[8]。其他OAT亞型的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不明確。

表1 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體1-4的底物Table 1 Substrates of organic anion transporters 1-4

OAT的功能與分布是相對(duì)應(yīng)的。OAT1最初由1997年Carlos E Lopez-Nieto等人鑒定并命名，其主要表達(dá)于腎臟，在大腦中有微弱表達(dá)[3]。OAT1定位在腎臟近端小管細(xì)胞基底側(cè)，負(fù)責(zé)將血漿中有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)到腎臟近端小管內(nèi)皮細(xì)胞中，進(jìn)一步由多藥耐藥相關(guān)蛋白外排至腎小管管腔[3]。OAT3最初從大鼠腦中分離得到。大鼠OAT3的mRNA在大鼠腎臟、腦及肝臟表達(dá)量較高，在眼中表達(dá)微弱。人腎臟OAT3的功能與OAT1一致。分布在腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞基底側(cè)的OAT3介導(dǎo)有機(jī)陰離子從腦組織到血漿的轉(zhuǎn)運(yùn)，而分布在脈絡(luò)膜細(xì)胞頂膜側(cè)的OAT3可介導(dǎo)有機(jī)陰離子從腦脊液到血漿的轉(zhuǎn)運(yùn)[9-11]。OAT4和OAT5主要表達(dá)在腎臟近端小管細(xì)胞頂膜側(cè)，OAT4介導(dǎo)尿酸等有機(jī)陰離子及全氟化學(xué)品從近端小管細(xì)胞到血液的重吸收[1,5]。OAT4在胎盤屏障上表達(dá)，定位在胎盤合胞體滋養(yǎng)細(xì)胞基底膜，介導(dǎo)激素、藥物、毒素從胎兒側(cè)到母?jìng)?cè)的清除，對(duì)胎兒有保護(hù)作用[12]。OAT2最初是從大鼠肝臟中分離出來的一種肝臟特異性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在大鼠肝細(xì)胞基底側(cè)表達(dá)水平較高，在腎臟中表達(dá)水平較低，在腦中不表達(dá)；OAT7最初在人體肝臟中被發(fā)現(xiàn)，主要分布在肝細(xì)胞基底側(cè)。OAT2和OAT7負(fù)責(zé)將血漿中有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)到膽汁中排出體外[13]。OAT2在小鼠中的表達(dá)存在性別差異，雄性小鼠的OAT2mRNA主要表達(dá)在腎臟，在肝臟微弱表達(dá)，而雌性小鼠的OAT2mRNA在腎臟和肝臟中表達(dá)量均較高，這可以解釋藥物和化學(xué)物質(zhì)的藥代動(dòng)力學(xué)和毒性動(dòng)力學(xué)的性別相關(guān)差異[14]。OAT6最初在小鼠嗅覺黏膜上皮細(xì)胞上被發(fā)現(xiàn)，另有研究表明其在睪丸中也有表達(dá)，在其他器官不表達(dá)。OAT8在大鼠腎臟集合管插層細(xì)胞頂膜側(cè)中被發(fā)現(xiàn)，OAT9在小鼠肝臟和腎臟中被發(fā)現(xiàn)。OAT10表達(dá)在人腎臟近端小管細(xì)胞頂膜側(cè)，在腦、心臟、小腸和結(jié)腸中也有表達(dá)，主要介導(dǎo)尼古丁和尿酸的轉(zhuǎn)運(yùn)[1]。URAT1最初在人腎臟中被發(fā)現(xiàn)，人和小鼠的URAT1在腎臟近端小管細(xì)胞頂膜側(cè)高表達(dá)，主要介導(dǎo)尿酸的重吸收；小鼠腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和脈絡(luò)叢也表達(dá)URAT1[15]。表2總結(jié)了OAT在大鼠、小鼠和人體內(nèi)的組織分布情況[1, 4, 16]。

表2 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體在大鼠、小鼠和人體內(nèi)的組織分布Table 2 Tissue distribution of organic anion transporters in rats, mice and humans

OAT不僅對(duì)維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，而且參與多種臨床藥物的藥物代謝動(dòng)力學(xué)過程，如腎臟OAT1和OAT3通過影響抗病毒藥、抗癌藥、抗生素、抗高血壓藥、抗炎藥等藥物的排泄而影響藥物的血藥濃度和藥效。血腦屏障上表達(dá)的OAT3是某些有機(jī)陰離子藥物膜通透性較低的主要因素，如布美他尼通過作用于腦內(nèi)神經(jīng)元Na-K-Cl共轉(zhuǎn)運(yùn)體1（NKCC1）來治療自閉癥、癲癇和新生兒癲癇，但由于血腦屏障上OAT3的外排作用限制了腦內(nèi)布美他尼的濃度，難以達(dá)到治療效果。同時(shí)給予OAT3抑制劑丙磺舒可抑制血腦屏障上OAT3的功能，增加布美他尼的腦組織藥物濃度，達(dá)到治療腦疾病的效果[17]。

2 疾病狀態(tài)下有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)和功能變化及其機(jī)制

在某些病理情況下，OAT的異常變化可能會(huì)影響許多臨床藥物的治療效果，闡明OAT在疾病狀態(tài)下的表達(dá)和功能變化及其機(jī)制對(duì)深入了解疾病的發(fā)生發(fā)展及指導(dǎo)臨床合理用藥具有重要意義。表3總結(jié)了疾病狀態(tài)下OAT的異常變化。

表3 疾病狀態(tài)下有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)和功能變化及其機(jī)制Table 3 Changes in expression and function of organic anion transporters and their mechanisms in disease states

2.1 腎損傷

2.1.1 急性腎損傷 急性腎功能衰竭是指短期內(nèi)引起的雙腎泌尿功能急劇障礙，以致機(jī)體內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)嚴(yán)重紊亂的病理過程。導(dǎo)致急性腎損傷的原因一般有2種——缺血再灌注和藥源性急性腎損傷。腎毒性是很多臨床治療藥物的毒副作用之一，如順鉑、慶大霉素、氨基糖苷類抗生素、環(huán)孢素、葉酸、甲氨蝶呤和造影劑等[46]。急性腎損傷會(huì)導(dǎo)致有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)和功能下調(diào)，進(jìn)而影響某些臨床治療藥物以及內(nèi)源性物質(zhì)的消除。缺血再灌注誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)水平均下調(diào)，文獻(xiàn)表明這一過程是由環(huán)氧合酶（cyclooxygenase，COX）1代謝物通過EP4介導(dǎo)的。且有證據(jù)表明，低劑量的COX1抑制劑吲哚美辛和EP4拮抗劑L161982均可逆轉(zhuǎn)這一過程[18-19]。另有體外實(shí)驗(yàn)表明，COX1代謝物PGE2可呈時(shí)間和濃度依賴性下調(diào)NRK-52E細(xì)胞上OAT1和OAT3的蛋白表達(dá)，證實(shí)了以上觀點(diǎn)[21]。OAT3蛋白表達(dá)下調(diào)部分導(dǎo)致OAT3的底物組胺H2受體拮抗劑法莫西汀在缺血再灌注誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠中腎臟排泄清除率降低，血漿藥物濃度升高[20]。在順鉑誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠模型中，血清中OAT3的經(jīng)典內(nèi)源性底物硫酸吲哚酚濃度顯著升高，伴隨著大鼠腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)水平降低。而給予順鉑造模大鼠硫酸吲哚酚的前體（吲哚）的吸附劑AST-120后，大鼠血漿硫酸吲哚酚濃度顯著下降，同時(shí)腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)水平恢復(fù)，提示硫酸吲哚酚和OAT1及OAT3的表達(dá)有密切關(guān)系，具體調(diào)控機(jī)制有待進(jìn)一步研究[22]。對(duì)順鉑誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠給予OAT1和OAT3底物藥物頭孢地尼后，頭孢地尼藥物代謝動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變，表現(xiàn)為尿液累積排泄量降低，血藥濃度升高，這一現(xiàn)象與順鉑誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)一致；OAT1和OAT3底物藥物頭孢妥侖主要通過膽汁排泄，在此模型中藥物代謝動(dòng)力學(xué)不受影響[24]。腎損傷病人在進(jìn)行抗生素治療時(shí)應(yīng)選擇頭孢妥侖，或者減少頭孢地尼的用藥劑量。另外順鉑會(huì)導(dǎo)致腎臟OAT5的蛋白表達(dá)呈時(shí)間依賴性下調(diào)，造模后第2 d在尿液中就檢測(cè)到大量的OAT5，因此尿液中OAT5的增多可能是急性腎損傷的早期生物標(biāo)志物，它的出現(xiàn)早于尿素氮、肌酐等腎損傷標(biāo)志物[23]。準(zhǔn)確地建立OAT5的檢測(cè)手段以及明確OAT5異常變化與腎功能損傷的聯(lián)系是將OAT5作為腎損傷標(biāo)志物的一個(gè)亟待解決的問題。葉酸誘導(dǎo)的急性腎損傷嚴(yán)重?fù)p害腎小球和腎小管，該模型大鼠腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)。OAT1底物貝洛替康在葉酸誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠中腎臟排泄清除率明顯降低[25]。甲氨蝶呤在臨床上被廣泛用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、急性白血病等疾病，有嚴(yán)重的腎毒性。在甲氨蝶呤誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠中，腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)，BCL6濃度下降。體外實(shí)驗(yàn)表明，沉默BCL6阻斷了NRK-52E細(xì)胞上OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)。BCL6在胚胎發(fā)育和免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用，可通過蛋白相互作用抑制NF-κB的活性。這些結(jié)果表明甲氨蝶呤誘導(dǎo)的急性腎損傷大鼠通過下調(diào)BCL6水平激活NF-κB信號(hào)通路，從而下調(diào)OAT1和OAT3[26]。

2.1.2 慢性腎損傷 慢性腎功能衰竭是指腎單位慢性進(jìn)行性不可逆被破壞，殘存的腎單位不足以充分排出代謝廢物和維持內(nèi)環(huán)境恒定，導(dǎo)致代謝廢物和毒物在體內(nèi)蓄積，病人需要通過定期血液透析來排出毒素。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有100多種尿毒素在尿毒癥患者體內(nèi)蓄積，這些尿毒素很多都是OAT1和OAT3的底物[47]。慢性腎損傷會(huì)導(dǎo)致OAT的表達(dá)和功能發(fā)生改變，同時(shí)OAT的變化對(duì)慢性腎損傷的發(fā)展進(jìn)程也起著關(guān)鍵作用。腺嘌呤誘導(dǎo)的慢性腎損傷模型是一種能夠很好地反映電解質(zhì)異常的模型，該模型大鼠腎臟OAT1、OAT3和URAT1的mRNA和蛋白水平均顯著下調(diào)，OAT1和OAT3的底物芐青霉素的腎臟攝取清除率明顯降低，說明OAT1和OAT3的功能降低[27]。5/6腎切除是常用來模擬人類慢性腎衰竭的大鼠模型。5/6腎切除慢性腎損傷大鼠腎臟OAT1、OAT2、OAT3和URAT1的mRNA和蛋白表達(dá)均下調(diào)，用該模型大鼠血清培養(yǎng)的人腎皮質(zhì)近曲小管上皮細(xì)胞系（HK-2）得到了與體內(nèi)研究一致的結(jié)果，表明腎損傷大鼠血清中可能存在異常成分調(diào)控這些轉(zhuǎn)運(yùn)體[28]。5/6腎切除也會(huì)降低大鼠腦OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)水平，在用該模型大鼠血清培養(yǎng)的大鼠原代腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞中進(jìn)行的研究結(jié)果亦顯示OAT3水平下調(diào)，與體內(nèi)研究結(jié)果一致[29]。通常在疾病狀態(tài)下，Wnt/β-catenin信號(hào)通路被抑制。體內(nèi)研究表明，激活大鼠腦β-catenin后，血腦屏障上OAT3蛋白活性升高[48]，研究人員猜測(cè)慢性腎損傷狀態(tài)下血腦屏障上OAT3的下調(diào)可能與Wnt/β-catenin信號(hào)通路被抑制有關(guān)。此外，慢性腎損傷導(dǎo)致的多種并發(fā)癥與OAT轉(zhuǎn)運(yùn)體有密切關(guān)系。如大量文獻(xiàn)證明腎損傷狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)行動(dòng)性震顫、反射亢進(jìn)、抑郁、煩躁和認(rèn)知功能障礙等中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙[49]。尿毒素蓄積是引發(fā)這一系列中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的機(jī)制之一，大部分尿毒素是有機(jī)陰離子，如硫酸吲哚酚、馬尿酸、硫酸對(duì)甲酚及腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)代謝產(chǎn)物高香草酸、5-羥基吲哚乙酸、喹啉酸和犬尿喹啉酸等，這些物質(zhì)均會(huì)對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生毒性，可能會(huì)直接影響血腦屏障上OAT3蛋白表達(dá)和功能，又因這些有機(jī)酸都是OAT3的底物[10,50]，且血腦屏障上表達(dá)OAT3，故這些有機(jī)酸類尿毒素可競(jìng)爭(zhēng)性抑制腦內(nèi)有機(jī)酸小分子的外排，導(dǎo)致腦內(nèi)有機(jī)酸蓄積，產(chǎn)生以上中樞毒性[51]。

2.2 肝損傷

肝臟是外源性物質(zhì)代謝降解的主要器官，病毒、藥物、酒精和肥胖等因素都會(huì)引起肝損傷，導(dǎo)致肝臟纖維化，進(jìn)而肝硬化，最后發(fā)展成為肝癌。肝臟上OAT參與膽汁的肝腸循環(huán)，其中OAT3在膽汁酸的腸-肝-腎軸的轉(zhuǎn)運(yùn)中起重要作用，參與了膽汁酸的吸收、代謝和排泄[52]。OAT蛋白的變化最終會(huì)引起內(nèi)源性物質(zhì)和外源性藥物轉(zhuǎn)運(yùn)速率異常改變，引起血漿中代謝物質(zhì)的累積。OAT2底物藥物恩替卡韋為鳥苷環(huán)戊酸類似物，是治療乙型肝炎的一線藥物，其通過抑制乙型肝炎病毒聚合酶活性發(fā)揮抗乙型肝炎病毒作用。肝硬化狀態(tài)下，肝臟OAT2下調(diào)，導(dǎo)致恩替卡韋在肝臟濃度降低，影響藥物的療效[53]。有文獻(xiàn)報(bào)道肝損傷狀態(tài)下，體內(nèi)TNF-α、IL-6等炎癥因子的異常升高可顯著下調(diào)肝臟細(xì)胞OAT2的mRNA表達(dá)水平[33]，這可能與藥物療效降低有關(guān)。臨床研究表明，部分肝癌患者對(duì)OAT2底物藥物5-氟尿嘧啶耐藥，這可能是由于肝細(xì)胞OAT2表達(dá)下調(diào)，肝臟5-氟尿嘧啶濃度降低所致。體外MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OAT2的底物5-氟尿嘧啶抑制過表達(dá)OAT2的肝癌BEL-7402細(xì)胞的IC50是對(duì)正常BEL-7402細(xì)胞IC50的3倍以上[54]。有研究報(bào)道OAT2的表達(dá)減少會(huì)增加丙型肝炎中肝細(xì)胞癌的發(fā)生及復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，具有顯著的臨床意義[55]。在肝損傷模型中，造模持續(xù)時(shí)間和造模方式對(duì)OAT1和OAT3的表達(dá)調(diào)控并不一致。從肝臟流出的膽汁減少或受阻造成膽汁淤積是肝損傷的一種，α-萘基異硫氰酸酯和膽管結(jié)扎誘導(dǎo)的是膽汁淤積型肝損傷動(dòng)物模型，這2種肝損傷誘導(dǎo)方式對(duì)腎臟OAT1和OAT3的調(diào)控不同——α-萘基異硫氰酸酯會(huì)下調(diào)腎臟OAT1和OAT3的蛋白表達(dá)水平，而膽管結(jié)扎3 d的大鼠模型中，腎臟OAT1表達(dá)下調(diào)，OAT3表達(dá)上調(diào)[16,30]。相反的是，膽管結(jié)扎18 h常被用來模擬急性阻塞性黃疸，該模型大鼠腎臟OAT1和OAT3蛋白表達(dá)水平升高，且OAT1和OAT3底物藥物呋塞米的排泄顯著增多，造成這一現(xiàn)象的原因是急性膽道阻塞大鼠肝功能異常所引起的腎臟OAT1和OAT3表達(dá)和功能代償性增加[31]。另有研究表明，急性膽道阻塞也會(huì)上調(diào)腎臟OAT5的蛋白表達(dá)[32]。

2.3 糖尿病

糖尿病是由多種原因引起的胰島素分泌不足以及靶細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性降低，繼而引起糖、蛋白質(zhì)、脂肪及水電解質(zhì)代謝異常的一種臨床綜合征。糖尿病作為一種系統(tǒng)性疾病可以引起多種組織、器官轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白表達(dá)和功能的改變。諸多研究表明糖尿病可以改變?cè)S多藥物的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)行為，因此研究糖尿病狀態(tài)下轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)和功能變化意義深遠(yuǎn)。研究Ⅱ型糖尿病一般有3種常用的嚙齒類動(dòng)物模型，即ob/ob（肥胖）小鼠、db/db（糖尿?。┬∈?，以及喂食高脂飼料并給予低劑量鏈脲佐菌素的大鼠。在ob/ob小鼠模型中，雌性和雄性小鼠腎臟OAT2的mRNA水平均顯著低于正常小鼠[34]。db/db小鼠腎臟OAT1和OAT2的mRNA也顯著下調(diào)[35]。相反的是，高脂喂養(yǎng)合并鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的大鼠模型腎臟OAT2的蛋白表達(dá)上調(diào)了2倍。高水平的OAT2會(huì)增加藥物在腎臟的蓄積，進(jìn)而增加具有腎臟毒性藥物的不良反應(yīng)[36]。

在單劑量腹腔注射鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的Ⅰ型糖尿病大鼠腎皮質(zhì)中，硫酸雌酮攝取減少與OAT3的表達(dá)降低有關(guān)，而胰島素和阿托伐他汀聯(lián)合治療可逆轉(zhuǎn)OAT3表達(dá)和功能的下調(diào)，并伴隨丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）水平恢復(fù)正常，提示可能是胰島素治療消除了高血糖導(dǎo)致的氧化應(yīng)激[37]。體外實(shí)驗(yàn)也表明胰島素可濃度依賴性上調(diào)人cos-7細(xì)胞上OAT4的蛋白表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)功能[40]，提示糖尿病狀態(tài)下OAT表達(dá)和功能下調(diào)可能與胰島素缺乏有密切關(guān)系。OAT1和OAT3的底物藥物如呋塞米和芐氟噻嗪通過影響腎臟近端小管上皮細(xì)胞顯示其利尿作用。多項(xiàng)研究表明，OAT1或OAT3缺乏會(huì)損害呋塞米和芐氟噻嗪的利鈉作用，推測(cè)糖尿病引起的OAT表達(dá)和功能降低可能會(huì)削弱利尿劑的利尿作用。在OAT3-/-小鼠和OAT1-/-小鼠模型中，呋塞米和芐氟噻嗪的劑量-尿鈉曲線均發(fā)生顯著右移，呋塞米在OAT3-/-小鼠中鈉排泄的EC50是野生型小鼠的3倍，芐氟噻嗪在OAT3-/-小鼠中鈉排泄的EC50是野生型小鼠的2.5倍；呋塞米在OAT1-/-小鼠中鈉排泄的EC50是野生型小鼠的5倍，芐氟噻嗪在OAT1-/-小鼠中鈉排泄的EC50是野生型小鼠的4倍[38]。與此推論一致，托拉塞米的利尿效率在四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病大鼠和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中均顯著降低[39]。這些結(jié)果也可以解釋糖尿病患者需要更高劑量呋塞米的臨床發(fā)現(xiàn)。在Ⅰ型糖尿病Ins2Akita小鼠模型中，小鼠腎臟OAT1、OAT3和OAT5的mRNA表達(dá)水平顯著降低，OAT3蛋白表達(dá)水平顯著降低[41]。OAT1/3底物恩格列凈是鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（SGLT2）抑制劑，在OAT1-/-和OAT3-/-小鼠中，恩格列凈的降糖作用顯著低于其對(duì)正常小鼠的作用，這表明腎臟OAT3的下調(diào)會(huì)降低恩格列凈的降糖作用[56]。另有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抑制腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)可增加OAT3的表達(dá)及有機(jī)陰離子的清除率，這與血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑治療的糖尿病病人有機(jī)陰離子馬尿酸鹽的清除率增加的結(jié)果一致[57]。進(jìn)一步研究表明，血管緊張素Ⅱ下調(diào)人cos-7細(xì)胞上OAT3膜蛋白表達(dá)，抑制OAT3底物硫酸雌酮的攝取，而PKC抑制劑可以逆轉(zhuǎn)這一過程，證明血管緊張素Ⅱ通過激活PKC通路下調(diào)OAT3蛋白表達(dá)[58]。這一過程是通過泛素化連接酶Nedd4-2磷酸化實(shí)現(xiàn)的，Nedd4-2磷酸化可以增加OAT的泛素化，加速OAT從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)向胞內(nèi)進(jìn)而被降解。PKC激活對(duì)OAT的調(diào)控存在時(shí)間差異，短期激活PKC，加速了OAT蛋白的泛素化，進(jìn)而導(dǎo)致OAT蛋白的內(nèi)吞加速，表現(xiàn)為總蛋白水平不變，膜蛋白水平降低，轉(zhuǎn)運(yùn)活性下降；長(zhǎng)期激活PKC，可促進(jìn)蛋白酶體途徑對(duì)OAT的降解作用，表現(xiàn)為總蛋白水平降低，轉(zhuǎn)運(yùn)活性降低[59]。

2.4 其他疾病

急性腎損傷是急性心肌梗死的常見并發(fā)癥，心肌缺血再灌注誘導(dǎo)的心肌梗死大鼠腎功能受損伴隨著OAT1和OAT3轉(zhuǎn)運(yùn)功能下降，OAT1功能下降可能會(huì)進(jìn)一步加重腎損傷，這可能是預(yù)防急性心肌梗死后腎功能損傷的一個(gè)潛在治療靶點(diǎn)[43]。阿爾茨海默病患者腎功能受損，腎小球?yàn)V過率降低。蛋白質(zhì)組學(xué)研究結(jié)果表明阿爾茨海默病小鼠腎臟藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)和功能發(fā)生顯著變化，其中腎臟OAT3蛋白表達(dá)水平升高1.3倍，這可能會(huì)影響作為轉(zhuǎn)運(yùn)體底物的藥物和代謝物的清除[42]。高尿酸血癥是一種常見的代謝性疾病，尿酸水平的顯著升高與痛風(fēng)、肝腎功能障礙、全身炎癥、心血管疾病的發(fā)生有關(guān)。氧嗪酸誘導(dǎo)的高尿酸血癥小鼠其腎臟OAT1的mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著降低，URAT1的mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著升高，OAT3的蛋白和mRNA水平無變化[44]。高尿酸血癥大鼠腎臟OAT1和OAT3的mRNA和蛋白表達(dá)水平均降低，伴隨著OAT1和OAT3底物甲氨蝶呤和頭孢氨芐血藥濃度的升高[45]。

3 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的藥物相互作用

由于OAT底物的廣泛性，該轉(zhuǎn)運(yùn)體可能會(huì)引起藥物相互作用，尤其是以腎OAT1或OAT3介導(dǎo)消除為主的藥物。FDA指南建議，候選藥物原型的腎主動(dòng)分泌清除率大于或等于藥物總清除率的25%時(shí)，要通過體外過表達(dá)OAT1/3的CHO細(xì)胞株、HEK293細(xì)胞株或MDCK細(xì)胞株評(píng)估該藥物是否為OAT1/3的底物和抑制劑。如果候選藥物在轉(zhuǎn)染OAT1或OAT3的細(xì)胞中的攝取率是在對(duì)照細(xì)胞（或含有空白載體的細(xì)胞）中的2倍及以上，或OAT1或OAT3的已知抑制劑在高于其抑制常數(shù)（Ki）或者IC50至少10倍的濃度時(shí)，使候選藥物的攝取降低至50%以下，這提示候選藥物可能是OAT1或OAT3的底物。采用過表達(dá)OAT1/3的細(xì)胞株考察候選藥物對(duì)已知OAT1/3底物攝取的抑制能力，如果OAT1或OAT3的候選藥物穩(wěn)態(tài)下最大游離血漿濃度（Imax,u）與IC50比值≥0.1，則候選藥物可能會(huì)在體內(nèi)抑制這些轉(zhuǎn)運(yùn)體的功能。若體外實(shí)驗(yàn)表明候選藥物是OAT1或OAT3的底物和抑制劑，應(yīng)基于安全性和有效性考慮是否進(jìn)行臨床藥物相互作用研究[60]。有研究報(bào)道，β內(nèi)酰胺酶抑制劑阿維巴坦的腎臟清除率占總清除率的84.6%；利用過表達(dá)OAT1或OAT3的HEK293細(xì)胞株研究阿維巴坦的攝取，結(jié)果表明阿維巴坦是OAT1/3的底物[61]。另有文獻(xiàn)報(bào)道，質(zhì)子泵抑制劑蘭索拉唑與抗葉酸藥物培美曲塞均通過腎臟OAT3分泌消除，蘭索拉唑通過抑制培美曲塞的腎臟消除，增加培美曲塞的血漿濃度，進(jìn)而加重培美曲塞的血液毒性[62]。又如OAT3底物阿昔洛韋在尿液中溶解度低，容易在腎小管形成結(jié)晶，OAT3抑制劑丙磺舒通過減少阿昔洛韋的腎清除，從而降低阿昔洛韋在腎中的暴露量，減輕阿昔洛韋的腎小管結(jié)晶不良反應(yīng)[63]。OAT對(duì)藥物的體內(nèi)處置有重要作用，肝、腎功能不全或患有糖尿病等疾病的患者除了聯(lián)合用藥時(shí)可能會(huì)發(fā)生藥物相互作用以外，這些疾病本身引起的腎臟OAT1/3功能和表達(dá)的變化，也會(huì)顯著影響OAT1/3的底物藥物如青霉素、頭孢地尼的藥物代謝動(dòng)力學(xué)行為[24,27]，因此疾病狀態(tài)下基于轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的藥物相互作用的研究更復(fù)雜且意義重大。

4 結(jié)語與展望

OAT在組織和體液之間起著運(yùn)輸小分子內(nèi)源性代謝物、藥物和毒素的作用。腎損傷、肝損傷和糖尿病等疾病狀態(tài)下，腎臟、肝臟和血腦屏障上OAT的表達(dá)和功能會(huì)發(fā)生異常變化。這些變化導(dǎo)致藥物經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)體和代謝酶作用時(shí)，其體內(nèi)處置過程不同于正常機(jī)體功能下的體內(nèi)處置過程，導(dǎo)致藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間和作用強(qiáng)度發(fā)生改變，從而產(chǎn)生不良反應(yīng)甚至嚴(yán)重毒副作用，這增加了藥物臨床治療的不確定性，也給臨床用藥增加了難度。因此需要進(jìn)一步研究OAT和各種疾病之間的聯(lián)系，以提高治療效果，減少可能的毒性。另外，目前有關(guān)OAT的研究多停留在動(dòng)物層面，考慮到種屬差異，采用通過基因編輯表達(dá)人OAT的動(dòng)物模型研究疾病狀態(tài)下OAT功能和表達(dá)的改變，以完成從動(dòng)物數(shù)據(jù)到人體數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，或?qū)⒊蔀槲磥淼难芯恐攸c(diǎn)。