水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.     

水通道蛋白在塔里木兔肺组织中的表达和作用

通过检测塔里木兔Lepus yarcandensis肺脏中水通道蛋白(aquaporin,AQP)1、AQP3及AQP4的表达和分布情况,以探讨水通道蛋白在干旱区动物水液代谢中的作用。采用常规HE染色观察肺组织学结构,采用免疫组织化学检测AQP1、AQP3及AQP4在肺脏中的分布位置及表达。结果表明,AQP1分布在支气管上皮细胞,肺泡间质毛细血管内皮细胞以及肺泡上皮(Ⅰ、Ⅱ型)细胞。AQP3分布在小气管上皮顶质膜和大气道上皮细胞基底膜。AQP4分布在小气管和大气道上皮细胞基底膜。AQP1、AQP3及AQP4在肺中表达的强弱关系为AQP1>AQP4>AQP3。这些结果说明,水通道蛋白在塔里木兔肺泡腔、肺组织间隙及毛细血管腔之间水的转运中很可能起着很重要的作用。同时对吸入空气的湿润和呼出气体中水分的重吸收也具有重要意义。     

《中国学术期刊文摘》中文版和英文版—2007年征订启事

水通道蛋白-5（aquapofin-5,AQP5）在角膜、多种外分泌腺和Ⅰ型肺上皮细胞表达,在调节细胞膜对水分子的通透性中发挥重要作用。已有研究表明TNF-α、cAMP、腺病毒感染和高渗可以调节AQP5表达。但是,细胞外低渗对于AQP5表达的影响尚不清楚。     

水通道蛋白1-C末端肽段/GST融合蛋白的原核表达(简报)

水通道蛋白(Aquaporin,AQP)是一类选择性高效转运水分子的细胞膜通道蛋白,广泛存在于原核和真核生物细胞的细胞膜上,主要介导自由水分子的被动跨膜转运,对保持细胞内外液环境的稳态平衡起着重要的作用.     

茶尺蠖水通道蛋白EoAQP1的cDNA克隆、多克隆抗体制备及亚细胞定位

【目的】水通道蛋白(aquaporin,AQP)是一种广泛存在于哺乳动物、植物和微生物中的跨膜转运蛋白,它在细胞水分运输、离子选择透过性和渗透压平衡等过程中发挥着重要的作用。本研究旨在分析茶尺蠖Ectropis obliqua Prout水通道蛋白AQP1的基因特性,在制备多克隆抗体的基础上了解其亚细胞定位分布。【方法】采用同源克隆方法并结合RACE技术克隆茶尺蠖AQP1的基因全长,通过生物信息学网站和软件分析茶尺蠖AQP1的生物学信息;通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测茶尺蠖AQP1在不同发育阶段和6龄幼虫不同组织中的相对表达量;通过原核表达、镍柱纯化并免疫新西兰兔制备了茶尺蠖AQP1的多克隆抗体;通过荧光显微镜观测了茶尺蠖AQP1在黑腹果蝇Drosophila melanogaster胚胎细胞S2中的定位分布,并利用多克隆抗体进行了Western blot验证。【结果】克隆并鉴定了茶尺蠖AQP1全长,将其命名为Eo AQP1(Gen Bank登录号:KT819587),Eo AQP1 c DNA全长1 826 bp,含有780 bp开放阅读框,编码259个氨基酸。系统进化树和氨基酸序列同源性比对表明,Eo AQP1在鳞翅目昆虫中高度保守。跨膜结构和水分渗透模拟表明,Eo AQP1具有经典的水分渗透模型。qRT-PCR结果表明,Eo AQP1在不同发育时期和6龄幼虫不同组织中均有表达且差异显著。亚细胞定位结果表明,Eo AQP1以圆形颗粒状成群聚集于细胞膜周边,而在细胞膜、核膜和细胞质等处均不表达。多克隆抗体Western blot检测结果表明,Eo AQP1多克隆抗体特异性较好,可用于后续相关实验。【结论】获得了Eo AQP1的c DNA序列,明确了Eo AQP1的生物学特征,阐明了Eo AQP1的时空表达特性,成功制备了Eo AQP1多克隆抗体,初步了解了Eo AQP1的亚细胞定位,为进一步研究Eo AQP1的水分渗透机理奠定了分子基础。     

TRPV4参与低渗对水通道蛋白-5表达的调节

水通道蛋白-5（aquapofin-5,AQP5）在角膜、多种外分泌腺和Ⅰ型肺上皮细胞表达,在调节细胞膜对水分子的通透性中发挥重要作用。已有研究表明TNF-α、cAMP、腺病毒感染和高渗可以调节AQP5表达。但是,细胞外低渗对于AQP5表达的影响尚不清楚。     

沙蒿AQP基因结构预测及干旱胁迫下的时空表达模式研究

为探究水通道蛋白(AQP)在沙蒿响应干旱胁迫中的作用机制,该研究以青海省柴达木盆地沙蒿为试验材料,采用RACE技术对其AQP基因进行扩增,获得沙蒿AQP全长克隆并对AQP蛋白进行结构预测和分析;采用qRT-PCR对沙蒿AQP基因在不同程度干旱胁迫以及不同组织部位的表达模式进行分析。结果表明:(1)成功克隆获得沙蒿AQP基因长746 bp的片段1和长534 bp的片段2,经拼接后得到全长cDNA序列,沙蒿AQP基因总长为864 bp。(2)亚细胞定位表明沙蒿AQP基因定位于细胞膜上;同源比对显示沙蒿与向日葵、莴苣、橡胶树等植物的AQP基因具有较高的相似性;结构预测表明AQP蛋白含6个跨膜螺旋结构且亲水性较弱,α螺旋和无规则卷曲为AQP蛋白二级结构的主要构成元件。(3)qRT-PCR分析表明,沙蒿AQP基因随着干旱胁迫的加重呈现有规律的变化,根、茎、叶中表达均上调,且叶中AQP基因表达量上调幅度最大。研究表明沙蒿AQP基因结构特征及其表达模式都是沙蒿对干旱胁迫的一种适应。     

NMR在膜研究中的应用(上)

一、膜的结构和动力学生物膜主要是由膜蛋白和类脂组成的,大多数生物膜的类脂成分主要是磷脂。磷脂水悬浮液表现出天然膜的许多性质,所以在NMR实验中它被广泛作为生物膜的模型予以研究。磷脂悬浮液是以多相形式存在的,这取决于温度和水的含量。在生物膜模型中起重要作用的是凝胶相和液晶相。在凝胶相,分子的局部运动很慢,在NMR时标上,分子间和分子内的偶极矩相互作用没被有效地平均,所以NMR的谱线很宽、缺乏明显的特征。而在液晶相,分子局部运动受到的限     

塔里木兔胰腺水通道蛋白的表达和作用

通过检测塔里木兔(Lepus yarcandensis)胰腺中水通道蛋白（aquaporin,AQP）1和4的表达和分布情况,以探讨水通道蛋白在塔里木兔适应干旱缺水环境中的作用,采用常规 H.E.染色观察塔里木兔胰腺组织学结构,采用免疫组织化学检测AQP1和AQP4在胰腺中的分布位置及表达,并与家兔进行比较。结果显示,AQP1在微血管内皮细胞,血细胞,泡心细胞和小叶内导管上皮细胞均有表达;AQP4在小叶间导管基底膜和胰岛细胞膜上有表达。与家兔相比,AQP1 在塔里木兔胰腺外分泌部的表达较弱,而在小叶内导管的表达较强;AQP4在塔里木兔胰腺内分泌部的表达较低。以上结果说明,AQP1在塔里木兔胰腺小叶内导管的表达上调,推测可能加强了浓缩胰液的能力,以尽量保住体内的水分,是塔里木兔对干旱缺水环境的适应性调节。与家兔相比,塔里木兔胰腺AQP1和AQP4的表达均较低,说明塔里木兔胰腺水液代谢能力比家兔低,这可能与塔里木兔所食食物营养匮乏有关。     

塔里木兔与家兔胰腺水通道蛋白表达的比较

通过检测塔里木兔（Lepus yarcandensis）胰腺中水通道蛋白（aquaporin,AQP）1和4的表达及分布情况,以探讨水通道蛋白在塔里木兔适应干旱缺水环境中的作用。采用常规 H.E染色观察塔里木兔胰腺组织学结构,采用免疫组织化学法检测AQP1和AQP4在胰腺中的分布位置及表达,并与家兔（Oryctolagus curiculus）进行比较。结果显示,AQP1在胰腺微血管内皮细胞、血细胞、泡心细胞和小叶内导管上皮细胞均有表达;AQP4在小叶间导管基底膜和胰岛细胞膜上有表达。与家兔相比,AQP1 在塔里木兔胰腺外分泌部的表达较弱,而在小叶内导管的表达较强;AQP4在塔里木兔胰腺内分泌部的表达较低。以上结果说明,AQP1在塔里木兔胰腺小叶内导管的表达上调,推测可能加强了浓缩胰液的能力,以尽量保住体内的水分,这是塔里木兔对干旱缺水环境的适应性调节。与家兔相比,塔里木兔胰腺AQP1和AQP4的表达均较低,说明塔里木兔胰腺水液代谢能力比家兔低,这可能与塔里木兔所食食物营养匮乏有关。     

Caveolin-1与血管平滑肌细胞信号转导

微囊蛋白家族是近年来引人关注的细胞膜信号转导调节因子,在多条信号转导过程中起着枢纽作用,其标志性的结构蛋白caveolin对许多关键信号分子的活性状态起着直接的调节作用。微囊蛋白表达异常可诱导动脉粥样硬化、心肌肥厚、肿瘤、糖尿病、膀胱功能异常、肌营养不良等多种疾病的发生。血管平滑肌细胞膜上主要表达微囊蛋白-1(caveolin-1),提示它可能参与平滑肌细胞膜内外的重要信号转导机制。     

水通道蛋白4在脑缺血后脑水肿中的作用

脑缺血是由于动脉阻塞或灌注不足导致大脑局部血流减少无法满足代谢需求产生的功能障碍。脑水肿是脑组织间或细胞内液体过度积聚的病理现象,是脑缺血后较为严重的并发症,将会导致颅内压升高,脑组织受压而神经功能受损,甚至死亡。水通道蛋白(aquaporin)是一类分布在细胞膜上的蛋白质家族,目前已发现有13种亚型,主要调节细胞内外水平衡且参与细胞迁移和信号传导等多个生理病理过程。水通道蛋白4(aquaporin-4,AQP4)主要分布在中枢神经系统中星形胶质细胞的终足上,在细胞毒性水肿和血管源性水肿的形成和消除中起双重作用,与脑缺血后脑水肿有密切关系。机体通过转录过程及翻译后修饰等多个水平调节AQP4的表达协调其功能。本文回顾了目前AQP4在脑缺血后作用的最新进展,力图为治疗脑卒中后脑水肿提供新的研究方向。     

水甘油通道蛋白结构和功能与疾病研究进展

水甘油通道蛋白(aquaglyceroporins)属于内在膜蛋白(major intrinsic protein,MIP)家族成员,是既可以运输水分子,又可以运输甘油等小分子物质穿透细胞膜等生理屏障的双功能水通道蛋白(aquaporin,AQP)。研究发现其在人和其他生物的许多脏器中广泛分布,研究表明,其生理状态的改变与许多疾病的发生、发展及预后密切相关。本文从水甘油通道蛋白的基本结构、功能和相关疾病的关系,以及针对甘油水通道蛋白靶向治疗等方面的研究进展进行综述。     

水通道蛋白4与脑水肿研究进展

水通道蛋白4(AQP4)是膜水通道蛋白家族的一员,在脑组织中高表达,是控制水进出脑组织的通道。近年来发现,AQP4的功能和表达与脑水肿密切相关。同时脑水肿又是和脑疾病治疗密切相关的病理过程,对两者的研究或许可以为我们带来更多的临床治疗新思路。本文综述了AQP4的结构、表达、调控与功能以及AQP4与脑水肿关系的研究进展。     

神经系统内水通道蛋白4的功能研究进展

水通道蛋白4 (aquaporin 4,AQP4) 是中枢神经系统内重要的水通道蛋白之一,除了在海马、视上核和室旁核等部位的少数神经元上有分布外,主要表达在星形胶质细胞和室管膜上皮细胞中.近期的研究发现,AQP4除了参与脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)分泌、吸收等中枢神经系统内水代谢平衡的调节外,还有许多令人感兴趣的功能表现.AQP4能够影响星形胶质细胞的迁移和胶质疤痕的愈合;影响神经信号的传导;还能够调节星形胶质细胞对K 和谷氨酸的重摄取;改变神经元神经递质的释放;参与突触以及细胞间隙连接的形成等.上述发现表明AQP4不仅是影响中枢神经系统内水和电解质平衡的关键因素,而且是决定星形胶质细胞结构功能的重要分子基础之一.因此AQP4为众多脑疾病的治疗提供具有重要价值的潜在药物作用靶点,调控AQP4的表达与功能将成为治疗许多神经系统疾病的新策略.     

水通道蛋白7与脂肪细胞甘油运输

水通道蛋白是一类运输水分子的跨膜蛋白,对于调节细胞内外水的平衡具有重要意义。有些水通道蛋白如水通道蛋白7(AQP7)除了运输水分子外,还可运输其他小分子物质,如甘油等,故又被称为水甘油通道蛋白。脂肪细胞中AQP7参与了甘油的跨膜运输而影响脂肪代谢,AQP7的功能下降或缺陷将导致脂肪细胞中甘油释放受阻,脂肪水解减少而积累,最终引起肥胖的发生。AQP7在甘油运输过程中的作用及与脂肪代谢的关系使人们对肥胖的发生机制有了新的理解,从而为肥胖的治疗提供了新的思路。     

2003年度诺贝尔化学奖和生理医学奖揭晓

瑞典皇家科学院于 1 0月 8日宣布 ,授予美国科学家彼德·阿格雷、罗德里克·麦金农 2 0 0 3年化学奖 ,以表彰他们在细胞膜通道研究中做出的开创性工作。 1 0 0多年前 ,科学家就推测细胞中存在输送水分子的特殊通道 ,但直到 1 988年 ,在阿格雷成功地分离出一种膜蛋白后 ,人们才意识到这就是科学界在漫长岁月中苦苦探索的细胞膜水通道。由此 ,生物体水通道的生理学、生物化学和遗传学研究得以迅速开展。另一种细胞膜通道———细胞膜离子通道能够产生信号 ,在神经系统中传递信息 ,它与神经系统和肌肉方面的许多疾病有关。麦金农于 1 998年对钾…     

泽泻汤加味方对高脂血症大鼠AQP3基因蛋白表达的影响

通过观察泽泻汤加味方对高脂血症大鼠血脂以及结肠组织水通道蛋白3(AQP3)表达的影响,探讨其作用机制。将60只雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、辛伐他汀对照组、泽泻汤加味方高、中、低剂量组,采用喂饲高脂饲料方法复制动物模型,造模的同时给予相应药物治疗。用药5周以后,观察大鼠血清中TG、TC、HDL-C、LDL-C含量的变化,运用RT-PCR方法检测了大鼠结肠组织AQP3基因表达情况,运用免疫组化和Western Blot方法检测了大鼠结肠组织AQP3蛋白的表达情况。结果显示,模型组大鼠血脂中TG、TC、LDL-C的含量及结肠中AQP3基因蛋白的表达明显升高,HDL-C含量显著降低。各治疗组大鼠血脂中TG、TC、LDL-C的含量及结肠组织AQP3基因蛋白的表达均降低,HDL-C含量升高。提示泽泻汤加味方对高脂血症大鼠血脂具有良好的调节作用,其通过上调结肠组织AQP3基因、蛋白的表达,以调节水液代谢,阻止痰湿的生成,祛除致病因素,可能是其治疗高脂血症的分子机制之一。     

牦牛水通道蛋白AQP1和AQP3基因克隆及在不同组织中表达和定位

水通道蛋白(Aquaporin,AQP)广泛存在于生物体的各组织部位,影响着生物体水代谢的过程.为进一步研究水通道蛋白1(AQP1)和水通道蛋白3(AQP3)生物学功能,本文对牦牛(Bos grunniens)不同组织中 AQP1和AQP3基因的表达与定位进行了研究.采用PCR方法扩增牦牛AQP1和AQP3基因,对其序...     

AQP1促进肺动脉平滑肌细胞的增殖与迁移

肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)的迁移和增殖是肺动脉重塑进而造成肺动脉高压的主要病理基础。水通道蛋白1(AQP1)具有促进上皮细胞、内皮细胞迁移的作用,但机制不清。由于AQP1也表达于血管平滑肌细胞,推测AQP1可能参与缺氧诱导的PASMCs增殖及迁移。通过PCR和免疫印迹分析,检测AQP的表达以及缺氧对AQP表达水平的影响,并通过细胞迁移以及增殖实验观察AQP1在缺氧诱导的PASMCs迁移与增殖中的作用。AQP1在PASMCs和主动脉平滑肌细胞(Ao SMCs)均表达,但缺氧只增加PASMCs中AQP1的表达,以及促进PASMCs的迁移与增殖。敲除AQP1可抑制PASMCs的增殖以及缺氧诱导的细胞增殖和迁移。过表达AQP1促进PASMCs的增殖和迁移。缺氧促进β联蛋白在PASMCs内的表达。敲除β联蛋白后,抑制Ad AQP1所介导的PASMCs迁移与增殖。这些结果表明,缺氧可促进AQP1在肺动脉内的表达,AQP1可通过β联蛋白对PASMCs的增殖和迁移进行调节。