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

水通道蛋白 (aquaporin,AQP)是对水专一的通道蛋白 ,普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运 ,是水进出细胞的主要途径。1　水通道蛋白的发现长期以来 ,普遍认为细胞内外的水分子是以简单的跨膜扩散方式来透过脂双层膜。后来由于在生物物理学研究中发现红细胞及近端肾小管对渗透压改变引起的水的通透性很高 ,很难单纯以弥散来解释。因此 ,一些学者推测水的跨膜转运除了简单扩散外 ,还存在某种特殊的机制 ,并提出了水通道的概念。1988年 ,Agre等在鉴定人类 Rh血型抗原时 ,偶然在红细胞膜上发现了 1种新的 2…     

水通道蛋白在细胞中的调控

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族．其功能受到细胞精细调控,以维持细胞正常的生理状态,水通道蛋白异常将导致相关疾病的发生。重点介绍水通道蛋白在细胞中的调控机理。     

水通道

水通道邱俭,陈宜张（第二军医大学生理学教研室,上海２００４３３）关键词水通道,水通道蛋白进出细胞的水转运对细胞稳态是重要的。水通过脂质双层的运动很慢,这是一个单纯扩散过程,活化能高（＞１０ｋｃａｌ／ｍｏｌ）,且对汞化合物不敏感。过去曾认为其他一些细胞...     

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。     

水通道蛋白——一次意外的发现

2003年,PeterAgre因发现细胞膜水通道而获得诺贝尔化学奖。水是所有细胞中、血液中以及植物汁液中的溶剂,既是生物体内各种化学反应的介质,自身也参与各种反应。因此,水的代谢对于生物个体来说至关重要。就水进出细胞的方式、水通道蛋白的发现过程及其现状进行简单介绍。     

水通道蛋白研究动态

水通道蛋白是对水专一的通道蛋白,它普遍存在于动、植物及微生物中,不同水通道蛋白之间具有类似特征.哺乳动物中水通道蛋白主要分为六类,分布于水分代谢活跃的器官中;植物除了质膜上水通道蛋白外,液泡膜也存在着水通道蛋白,它们在植物生长,发育及胁迫适应中起着重要作用.目前有关水通道蛋白的详细的结构和功能信息主要来自对红细胞膜上水通道蛋白的研究,它由同源的四聚体组成,每个单体具有独立的水通道功能,四聚体在膜上分布具有不对称性,在膜内侧四聚体呈伸展状态,在膜外侧形成大的中心空腔.     

水通道蛋白AQP1,3,4,5在双峰驼肺中的表达

目的研究水通道蛋白AQPs在双峰驼肺中的表达情况,探讨双峰驼适应极干旱荒漠环境的呼吸生理机制。方法运用常规形态学统计方法和石蜡切片HE染色法对双峰驼肺组织形态结构进行统计与分析,免疫组化方法对双峰驼肺中AQPs的表达进行定位分析。结果双峰驼气管长且弯曲,肺较致密且含水量较黄牛高。免疫组化检测显示,在双峰驼肺中有AQP1、AQP3、AQP4和AQP5四种AQPs表达。其中,AQP1主要表达于肺毛细血管网、淋巴管以及气管上皮细胞顶膜面;AQP3主要表达于气管上皮基底细胞质膜上;AQP4主要分布于整个气管上皮杯状细胞基底侧细胞膜和肺泡Ⅱ型上皮细胞;AQP5表达于气管粘膜下腺腺体细胞管腔面和肺泡Ⅰ型上皮细胞膜上。结论呼吸道和肺组织形态学特征表明双峰驼对干旱沙漠环境具有很好的适应性,AQPs在双峰驼肺中的强烈表达,与气道润化、气道水平衡、气道表面液体层、肺内液体转运和肺内水平衡等生理过程有关,为其适应极干旱荒漠环境提供了分子生物学依据。     

水通道蛋白的结构与功能研究

水通道蛋白是近年来才被发现的一种转运水分子和某些小分子物质的跨膜蛋白,本文综述了水通道蛋白的分子结构、组织分布及在泌尿、呼吸、消化、神经系统等方面的重要生理学功能。水通道蛋白的研究对阐明某些水代谢疾病的发病机制及为该类疾病提供新的治疗思路具有深远意义。     

塔里木兔肾脏水通道蛋白在适应干旱环境中的作用

We measured the expression of aquaporin (AQP)1 -3 in kidneys of yarkand hares (Lepus yarcandensis )to understand the role of AQPs in adaptation to drought environment. We used H. E staining methods for detecting the histological structure of kidneys,and immunohistochemistry and western blotting for detecting expression of AQP1 - 3 in kidneys,
and also compared the results with those from domestic rabbits. Results showed that AQP1 is localized in capillary endothelial cell cytoplasm in glomeruli,and continued uninterrupted from proximal straight tubules into descending thin limbs in the outer medulla. AQP2 is observed in epithelial cells membrane in collecting ducts. AQP3 is localized in connecting tubules of the cortex and the outer medulla and epithelial cell basal membrane in collecting ducts. The expression of AQP1 -3 in kidneys is greater and the protein content is higher in yarkand hares than in domestic rabbits. These results indicate that the yarkand hare has increased the expression of aquaporins in kidneys,strengthened renal reabsorption of water and the ability for concentrating the urine,improving the ability for adaptation to arid environment.     

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。     

小胶质细胞生理特点及在脑缺血损伤中的作用

小胶质细胞作为中枢神经系统的免疫细胞,监测中枢神经系统微环境的变化,对微环境变化以及损伤性刺激发生快速反应。脑缺血情况下,小胶质细胞快速活化变形产生细胞毒性物质和细胞因子等,并发生一系列生物活性反应。在脑缺血的病理生理中扮演重要角色,为了探究小胶质细胞在脑缺血再灌注损伤中的作用,我们对最近几年的研究进行了综合,为以后的基础研究和临床治疗提供参考。     

体外培养的小梁细胞表达水通道蛋白-1

目的观察体外培养条件下的牛眼小梁细胞(bovine trabecular meshwork cell,BTMC)是否表达水通道蛋白-1(Aquaporin-1,AQP-1)。方法采用免疫组织化学方法检测AQP-1在BTMC上的表达,并进行半定量分析。结果正常BTMC可见AQP-1蛋白表达,其灰度值为:167.94±1.18;阴性对照为:195.64±1.62,统计学分析其差异具有显著性(P<0.05)。结论在体外培养条件下,BTMC表达AQP-1,这有助于在体外条件下研究房水流出阻力、并探讨青光眼的药物治疗。     

植物膜水通道蛋白

活细胞含有80%以上的水分,水出入细胞和组织是生命代谢的基本过程。长期以来,普遍认为细胞中的水分子以简单的跨膜扩散方式透过脂双层膜。由于在一些研究中发现,生物膜的渗透水通透系数ｐｆ(Ｏｓｍｏｔｉｃｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)远远大于其扩散水通透系数ｐｄ(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ),因此一些学者推测水分子并不仅以单一的跨膜扩散方式透过生物膜。但是,许多学者对这一看法持不同意见,他们认为水分子在细胞内或细胞间的跨膜扩散速度足以满…     

大鼠脑缺血再灌注时水通道蛋白4表达与血脑屏障通透性变化

目的:研究大鼠脑缺血/再灌注时脑组织中水通道蛋4(AQP4)表达与脑水肿、血脑屏障通透性间关系。方法:采用大鼠大脑中动脉线栓缺血模型,免疫组化法、蛋白印迹法测定AQP4表达,干湿重法测定脑水含量以评价脑水肿,伊文氏蓝(EB)法测定血脑屏障通透性。结果:脑缺血后再灌注4～6h,AQP4表达上调,至12h上调显著,48～72h达高峰。脑水含量、EB含量均与此趋势相一致,且AQP4表达与脑水含量、EB含量呈显著正相关(P0.05)。结论:AQP4表达参与了缺血性脑水肿的产生,且与BBB通透性改变呈正相关。     

植物的水通道蛋白

对近 3年来植物水通道蛋白的特性、特异性表达、水分运输机制、表达调控、在植物水分关系平衡中的作用以及这一领域研究中的有关问题作了介绍与评述     

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。     

水通道的分子生物学研究

水通道是哺乳动物及植物细胞膜上转运水的特异孔道。第一个水通道蛋白即原型分子水通道（２８ｋＤ通道构成整合膜蛋白）的ｃＤＮＡ序列是在１９９１年完成鉴定的。目前从哺乳动物组织中已鉴定出至少五种水通道蛋白,统称为水蛋白（ａｑｕａｐｏｒｉｎ,ＡＱＰ）,均属于主体内在蛋白（ＭＩＰ）家族的成员。水通道介导水依渗透梯度方向运动。不同的水通道蛋白在组织中的分布不同,但多在肾髓质有表达。原型分子水通道蛋白在膜中以四聚体形式存在,每一单体形成一个功能性的水孔道。