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尿素是尿液中含量最丰富的溶质,占尿中溶质总量的40%～50%,尿中尿素浓度可高达血浆尿素浓度的100倍以上。尿素是参与尿浓缩机制的主要溶质,其以肾内尿素循环机制,通过逆流倍增和逆流交换过程,浓度由外髓向内髓组织逐渐增加,和氯化钠一起形成肾皮质至肾髓质的渗透压梯度,从而使肾能够有效地浓缩尿液使水和某些溶质有效地被回吸收。尿素通道(urea transporter,UT)是特异性通透尿素的膜通道蛋白。目前已经克隆了7个成员。其中有4个尿素通道在肾不同部位表达,UT-A1和UT-A3在肾集合管上皮细胞表达,UT-A2在肾髓袢降支细段表达。UT-B定位于肾直小血管降支内皮细胞。UT-A1,UT-A2,UT-A3和UT-B介导肾内尿素循环相应部位的尿素通透性,在肾内尿素循环过程中起重要作用,参与尿浓缩机制。我们应用基因打靶技术在小鼠进行UT-B单敲除和UT-A2/UT-B双重敲除,产生两个尿素通道基因敲除小鼠模型。缺失尿素通道的小鼠未表现出明显的生长发育异常。尿素通道敲除不影响肾小球滤过率、肾重量以及尿中尿素以外其他主要溶质(Na~+,K~+,Cl~-)的清除率。但其尿浓缩能力发生了明显改变:尿量增加、尿渗透压降低、尿尿素和血尿素浓度比值仅为野生型小鼠的50%。UT-B在肾直小血管介导的尿素转运占肾总尿浓缩能力的三分之一。因此,选择性敲除尿素通道可阻断肾内尿素循环通路,降低尿浓缩能力,在不影响Na~+,K~+,Cl~-的情况下,产生尿素选择性利尿作用。因此,尿素通道蛋白抑制剂可作为利尿药,在不明显影响机体电解质平衡的情况下可产生尿素选择性利尿作用。尿素通道蛋白抑制剂作为利尿药的优点是不影响体液电解质平衡,适合高血压等慢性病病人长期使用。本研究以UT-B为药物作用靶点,应用体外红细胞UT-B抑制剂筛选模型,已从小分子化合物库中发现化学结构全新的新型尿素通道抑制剂候选化合物,其有效剂量低于微摩尔水平,在有效剂量范围内未见细胞毒作用。初步的体内实验发现该化合物可显著增加大鼠尿量,降低尿尿素水平,同时降低尿渗透压,表明其具有明显的尿素选择性利尿作用,提示该化合物具有极高的药理学研究和药物研发价值。