高尿酸血症新致病基因SLC5A4的发现及机制解析

There are more than forty susceptible loci of hyperuricemia identified by genome-wide association studies. However, a substantial proportion of heritability remains that has yet to be attributed to these variants, which is called missing heritability. Therefore, there must be any other pathogenic genes in hyperuricemia remained to be discovered by other methods. In our previous work, a frameshift mutation in the exon of SLC5A4 has been identified by whole-exome sequencing in an early-onset and sever hyperuricemia family. This mutation was co-segregation with hyperuricemia and the uric acid excretion of all the mutation carriers were decreased. Its coding protein SGLT3 is a member of Na-glucose transporter family SLC5. The role of SLC5A4 mutation in the pathogenesis of hyperuricemia and the underling mechanism remains to be uncovered. In this project, the association between SLC5A4 mutations and hyperuricemia will continue to be verified in the hyperuricemia families. Then a series of experiments at the cellular and animal levels will be performed to reveal the underlying mechanisms.

全基因组关联研究发现的高尿酸血症易感位点仅能解释其不到10%的遗传易感性，通过其他方式来寻找新的致病基因是亟需解决的科学难题。前期本课题组通过二代测序的方法在起病早、病情重的高尿酸血症家系中发现了位于SLC5A4基因外显子区的移码突变（V143fs），并经过一代测序得到验证。该突变与高尿酸血症发病共分离，且携带该突变的个体尿酸排泄均下降。SLC5A4基因编码的蛋白SGLT3是钠-葡萄糖转运蛋白SLC5家族中的一员。该家族中另一成员SGLT2可以通过影响尿酸转运体活性影响尿酸转运，而SGLT3与SGLT2在结构上高度同源。SLC5A4基因突变引起SGLT3功能异常，是否通过影响尿酸转运参与高尿酸血症的发病目前不得而知。本课题拟在前期采集的高尿酸血症家系基础上，进一步确认SLC5A4基因突变与高尿酸血症发病的相关性，并分别在动物水平、细胞水平解析SLC5A4基因参与高尿酸血症发病的内在机制。

本项目前期在早发、严重⾼尿酸⾎症家系中发现了与疾病共分离的移码突变——SLC5A4 V143fs。同时，我们发现携带该突变的家系成员尿酸排泄均下降，本项目目的探究SLC5A4 基因突变与⾼尿酸⾎症发病的相关性，解析SLC5A4 基因突变导致⾼尿酸⾎症发病的内在机制。首先，我们收集了早发、高尿酸血症家系。本项⽬⾸先按照项目计划，从上海市第六人民医院风湿免疫科的住院病人中选取了 30 个符合条件的家系。采集研究对象的一般情况，包括人体基本参数，包括身高、体重、血压等，测定尿酸相关临床指标等。通过Sanger法测序筛查家系成员 SLC5A4 基因外显子区域突变。结果显示，在入选的30个家系64个样本中，未发现该SLC5A4 V143fs突变。同时，在该64例样本中，未发现可能影响SLC5A4蛋白功能的错义突变。对采集的家系样本进行全外显子基因测序，筛选可疑的高尿酸血症/痛风致病基因及突变。在两例年轻女性痛风合并多发痛风结节的患者及家系的全外显子测序筛查过程中发现了导致糖原累积症引起的继发性痛风的新的突变位点——G6PC c.238T>A (p.F80I)。该两例患者均不具有糖原累积症特征的低血糖表现，而是以早发痛风、多发痛风结节、多发肝脏结节为主要表现。构建Slc5a4 基因敲除小鼠，通过喂养氧嗪酸钾（5%）的饲料诱导高尿酸血症小鼠模型，发现Slc5a4 基因敲除小鼠和对照鼠的血清及尿液的尿酸水平间无显著差异。在原项目计划之外，发现降尿酸药物非布司他可能引起男性勃起功能障碍的风险增加，为临床指导痛风治疗提供证据。在新疆体检人群中发现甘油三酯葡萄糖指数(TYG)指数与高尿酸血症(HUA)显著相关，提示该指数可以作为HUA风险筛查和人群健康管理的重要指标。