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文章背景簡介  

BACKGROUND INTRODUCTION

高尿酸血癥（HUA）是一種由嘌呤代謝異常引起的代謝紊亂。當男性血清尿酸水平＞7．0 mg／L（420μmol／L）；女性血清尿酸水平＞6．0mg／L（360μmol／L）時，即被定義為高尿酸血癥，長期的高尿酸血癥還可導致痛風和器官損害，同時也是導致高血壓、胰島素抵抗和冠心病的潛在危險因素。近年來，HUA正在成為一個嚴重的公共衛(wèi)生問題，根據(jù)國家健康和營養(yǎng)檢查調(diào)查（NHANES），在美國成年人中患病率達到24．4％；在一項系統(tǒng)的薈萃分析中，我國HUA的患病率已達13．3％，被稱為高血壓、高血脂、高血糖等三高之后的第四高。

降低血清尿酸是預(yù)防或治療HUA的一線策略，但相對于高血壓、高血糖、高血脂等，臨床可用的降尿酸藥物品種相對非常貧乏，主要也就是別嘌呤醇、非布司他、苯溴馬隆、秋水仙堿……等有限的幾種。而由于實驗方案存在耗時、效率低、重復(fù)性差等問題，篩選具有降尿酸活性的藥物仍然十分困難。此外，一些廣泛使用的抗高尿酸藥物存在價格昂貴或是具有嚴重不良反應(yīng)等問題。因此，需要建立一種高通量的HUA模型，以此提高抗高尿酸血癥化合物的篩選效率，在未來用于預(yù)防HUA并減緩?fù)达L發(fā)展。

近年來，研究人員利用多種方法對化合物進行篩選，例如用高效液相色譜法（HPLC）結(jié)合柱后雙生物活性測定、電化學生物傳感法等篩選黃嘌呤氧化酶（XO）的抑制劑，但這些方法不能完全反映嘌呤的降解和代謝過程。不含尿酸酶的家禽（雞、鵪鶉）和含尿酸酶的嚙齒類動物（SD、Wistar大鼠和小鼠）的體內(nèi)動物模型也被廣泛用于建立HUA模型，但家禽和人類的嘌呤代謝存在一定的物種差異。尿酸氧化酶基因編碼的尿酸酶在嚙齒類動物肝臟中也會將尿酸降解為尿囊素，這對于建立穩(wěn)定的小鼠HUA尿酸酶敲除（KO）模型也構(gòu)成了障礙。

類器官是由多種細胞類型組成的三維（3D）結(jié)構(gòu)，與人體器官擁有高度相似的組織學特征，并能在體外重現(xiàn)其生理功能；具備細胞增殖分化、自我更新、自組裝、可長期培養(yǎng)、遺傳穩(wěn)定性等特點。相比傳統(tǒng)的 2D 培養(yǎng)模型，類器官代表著一種能夠概括整個生物體生理過程的創(chuàng)新技術(shù)，具有更接近生理細胞組成和行為、更穩(wěn)定的基因組、更適合于生物轉(zhuǎn)染和高通量篩選等優(yōu)勢。而與動物模型相比，類器官模型的操作更簡單，還能用于研究疾病發(fā)生和發(fā)展等機理。最近的研究表明，肝臟3D類器官技術(shù)可用于復(fù)雜的遺傳疾病和癌癥，并可能在轉(zhuǎn)化醫(yī)學、個性化醫(yī)學領(lǐng)域及高通量藥物篩選中有重要的應(yīng)用。近年文獻中已經(jīng)報道了多種被稱為類器官的肝臟模型，從單細胞類型的簡單球體或囊腫，通常為肝細胞，到分化過程中包含多種類型的細胞模型，例如肝星狀細胞、內(nèi)皮細胞和間充質(zhì)細胞�？偠�言之，肝臟類器官模型不僅在分析人類特異性疾病和人類發(fā)育機制方面顯示出極大的優(yōu)勢，而且為類器官的醫(yī)學應(yīng)用提供了極大的應(yīng)用前景。

類器官與其他模型系統(tǒng)的比較（Jihoon Kim， et al． Nat Rev Mol Cell Biol． 2020 ）

2021年11月，華南理工大學Chuanli Hou等人在《Free Radical Biology and Medicine》（生化與分子生物學2區(qū)，IF＝7．376）發(fā)表了題為“Establishment of a 3D hyperuricemia model based on cultured human liver organoids”的文章。本文中，作者團隊使用人類癌旁肝臟組織培養(yǎng)肝臟類器官，檢測了類器官、增殖、分化及嘌呤代謝相關(guān)基因的表達能力，然后基于類器官建立HUA模型并通過檢測已有的降尿酸物質(zhì)驗證該模型的穩(wěn)定性。作者發(fā)現(xiàn)：（1）所建立的類器官可在長期培養(yǎng)中擴增，在分化的同時維持肝臟成熟基因例如ALB、HNF4α、ZO－1和KRT19的穩(wěn)定表達；（2）類器官一定程度上能夠再現(xiàn)人肝細胞組織形態(tài)和功能特征并維持良好的穩(wěn)定性；（3）類器官可誘導黃嘌呤產(chǎn)生高水平的尿酸，其嘌呤重合成和補救合成相關(guān)基因能夠高表達，具有高通量篩選抗高尿酸血癥功能化合物的潛力。

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所用到的主要方法

METHODS  

1．人源肝細胞類器官培養(yǎng)

2．免疫熒光顯微技術(shù)

3．RT－PCR技術(shù)

4．轉(zhuǎn)錄組學分析

5．HPLC

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

高尿酸血癥（Hyperuricemia， HUA）是一種由嘌呤代謝異常引起代謝紊亂，其患病率在世界范圍內(nèi)日益提高。在此篇文章中，研究團隊通過體外培養(yǎng)人肝類器官，建立體外模擬高尿酸的三維器官培養(yǎng)系統(tǒng)。肝類器官由肝細胞生成，能夠傳代數(shù)月并保留關(guān)鍵的形態(tài)學特征、嘌呤代謝功能和完整的基因表達能力。類器官可以分化為高表達成熟標記物的肝細胞群，包括肝細胞核因子（HNF4α）、上皮細胞鈣粘蛋白（E－Ca）和白蛋白（ALB）。值得關(guān)注的是，類器官可以在黃嘌呤誘導后產(chǎn)生大量尿酸。除此之外，研究團隊還通過檢測別嘌呤醇和具有抗高尿酸作用的生物活性物質(zhì)葛根素，驗證了該類器官模型的臨床前應(yīng)用潛力。結(jié)果表明，這種新型的類器官模型可用于高尿酸血癥生物活性化合物的高通量篩選。

       原文標題 : 人肝臟類器官高尿酸血癥模型，可用于降尿酸物質(zhì)篩選評價