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水通道蛋白与脑水肿治疗研究进展龙春燕【摘要】脑水肿与很多脑疾病相关,同时也是一些疾病的伴随症状,对病情的发展及预后有着密切而重要的作用.水通道蛋白(AQP),特别是AQP1、AQP4、AQP9与脑水肿有着密切的关系.AQP在脑水肿形成发展的多种途径中表现为十分重要的关键环节,通过调节AQP的表达可以调节脑水肿的程度,从而改善脑水肿患者的病情.因此,很多学者尝试从AQP相关途径寻找治疗脑水肿的靶位点,探究治疗脑水肿的新药物与新方法.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2016(022)009【总页数】4页(P1704-1707)【关键词】脑水肿;水通道蛋白;药物治疗【作者】龙春燕【作者单位】三峡大学神经病学研究所,湖北宜昌443003【正文语种】中文【中图分类】R743临床医学迄今已在脑内发现7种水通道蛋白(aquaporin，AQP)，包括 AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP7、AQP8和AQP9[1]，也有其他研究发现脑组织中也存在AQP11和AQP12[2]，但这些结论存在争议，还有待进一步试验证实。
近年来发现，细胞毒性水肿、血源性水肿与AQP有着密切的关系，特别是分布于血液与脑脊液接触部位的星状胶质细胞上的AQP4与分布于脑脉络膜上皮的AQP1，随着对AQP的深入研究，关于AQP9、AQP5与脑水肿的报道也陆续出现[1]。
以AQP为着眼点研究药物为主的治疗方法对脑水肿的影响，一方面对AQP与脑水肿的分子机制有进一步了解，另一方面可寻求更好的治疗脑水肿的方法。
现就AQP与脑水肿治疗的研究进展进行综述。
脑损伤后炎性物质与氧化自由基等物质在脑组织的继发性损伤中起着重要的作用。
早期损伤部位的炎性因子与炎性细胞聚集，特别是在微血管部位，可改变血脑屏障(blood brain barrier，BBB)的结构与形成对内皮细胞的损伤[3]。
脑组织由于高耗氧量、脂质含量高、相对缺乏抗氧相关酶，并且细胞膜比例相对细胞质要高，使之成为了氧化易损区[4]。
水通道蛋白4与脑水肿的研究进展水通道蛋白4（AQP-4）是一种选择性水通道蛋白，它在脑部的许多结构中如星形胶质细胞膜，蛛网膜下隙，血管周围的胶质细胞，室管膜细胞，脉络丛上皮及下丘脑和小脑等处广泛存在。
在细胞毒性和血管源性等不同机制的脑水肿及不同病因引起的脑水肿中，AQP-4都起着重要作用。
AQP-4的研究为找出定向、副作用少、适用于多种类型脑水肿的治疗方法提供了参考。
标签：水通道蛋白4；脑水肿；胶质细胞脑水肿是多种脑部疾病发展到一定阶段所共同经历的一个病理过程，往往伴随着脑肿瘤、脑缺血、脑出血和颅脑损伤等疾病发生。
水通道蛋白（aquaporins, AQPs）是一个高选择性、低活化能转运水分子的跨膜通道蛋白家族。
AQP-4有细胞外压力感受器和水平衡调节以及某些离子浓度调节功能，是介导脑组织水与电解质运输和平衡的重要因素。
1 AQP的结构在1990年，Agre完成了对AQP分子的克隆，阐明了其cDNA的分子组成；1991年又成功完成了对该蛋白的功能鉴定，并将其DNA转入蛙卵细胞并在细胞膜上表达,发现水通透性明显增加,因而证实了第一个水通道的存在。
进一步研究发现，水通道与其他离子通道不同，它没有“门控”调节机制，基本上处于激活开放状态。
目前已鉴定出至少11种水通道蛋白，依次命名为AQP 0~10。
它们的氨基酸序列有一定同源性，可能存在共同的祖基因。
AQP的一级结构为跨越细胞膜6次的单肽链，含有2个胞内襻（B，D）和3个胞外襻（A，C，E）。
各种AQP亚型结构的B襻和E襻具有高度同源性，并且都存在有天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸（Asn-Pro-Ala, NPA）的重复串联的膜体[1]，因此，NPA是水通道家族成员共有的特征性结构，且在膜上处于反向相对位置的B襻和E襻对构成功能性水通道的选择性通透作用十分重要。
水通道在细胞中以四聚体的形式存在，每一亚单位在功能上都可作为一个单个水通道。
按照其功能，AQP家族可分为两类：一类只允许水分子通过，属于选择性水通道，包括AQP-0、1、2、4、5、6；另一类AQP则同时允许水分子和其他的中性小分子（如甘油，尿素）通过，称为aquaglyceroporins，包括AQP-3、7、9。
脑水肿与通道蛋白4的关系及进展脑水肿是神经内外科的一种常见症状，对于它的形成目前还未能全部了解，治疗手段有限，效果不一。
水通道蛋白（aquaporin，AQP）是1988年发现的生物体内的一种水的分子通道。
水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）是AQP蛋白的一种，研究发现，AQP4蛋白对脑水肿的形成及预后有非常密切的关系，通过调节AQP4蛋白可影响脑水肿的形成及预后，同时AQP4可能还有一些其他功能。
因此，对AQP4蛋白及脑水肿的关系进行深入研究有助于解决脑水肿的发生与治疗问题，同时对水在生物体内的代谢有更深入的了解。
[Abstract] Cerebral edema is a common symptom in neurology and neurosurgery. Currently its cause is still not fully understood, thus its treatment means and effect are still limited. AQP (Aquaporin), a kind of molecule water channel in the body, is discovered in 1988. AQP4 (aquaporin-4) is a subtype of AQP and found to be closely related to the formation and prognosis of cerebral edema. The inhibiting and enhancing of AQP4 can affect the formation and prognosis of cerebral edema and it is also found that AQP4 may have other functions. In-depth study of the relationship between AQP4 and cerebral edema can help answer the questions regarding the formation and treatment of cerebral edema, and at the same time enhance understanding of water metabolism in the body.[Key words] Cerebral edema; Aquaporin 4; Correlation腦水肿见于各种内源性或外源性有害因素的刺激致脑组织损害而产生的一种非特异性反应。
水通道蛋白与脑水肿水通道蛋白(aquaporin， AQP)是一种水的分子通道，在动物和植物细胞中已经发现有多种不同的水通道蛋白。
由于水通道蛋白的存在，细胞才可以快速调节自身体积和内部渗透压，水通道蛋白对于生命活动至关重要。
本文仅就水通道蛋白与脑水肿关系的研究进展进行简单介绍。
一、AQP 的发现与家族种类过去认为，水在细胞内外的转运只是通过脂质双分子层扩散来完成。
但在某些生理现象中，如红细胞、肾近曲小管上皮细胞等对水的转运速度非常快，不能用水简单扩散来解释。
Agre [1]等(1988) 在鉴定人类Rh 血型抗原时，偶然在红细胞膜上发现一种新的28KD 的疏水性跨膜蛋白，称为形成通道的整合膜蛋白28 (CHIP) ，1991 年完成其cDNA 克隆，但当时并不知道该蛋白的功能。
在进行功能鉴定时，将体外转录合成的CHIP28 cDNA 注入非洲爪蟾的卵母细胞中，发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5min 内破裂。
为进一步确定其功能，又将其构建于蛋白磷脂体内，通过活化能及渗透系数的测定以及后来的抑制剂敏感性等研究，证实其为水通道蛋白。
从此确定了细胞膜上存在转运水的特异性通道蛋白，并称CHIP28 为AQP1 。
以后又陆续从哺乳动物组织中鉴定出9 种水通道蛋白(AQP2 ～AQP10 ) ，它们与先前克隆的晶体纤维中的主要内源性蛋白(major intrinsic protein ，MIP) 有20 %～40 %的氨基酸序列同源性，目前所发现的水通道均属MIP家族，后经证明MIP 亦有弱的水通道活性，被命名为AQP0。
这些相继发现的专一性运输水的通道蛋白被统称为AQPs。
AQP家族，存在于不同的组织器官中，如：AQP2 存在于肾髓和肾皮质收集管主细胞，它在调节水的排泄中有重要作用，约有10% 的肾小球滤过液流经集合管时是在AQ P2 的参与下被重吸收的。
AQP5 大量存在于唾液腺和泪腺中，与唾液和泪液的产生有关[2]。
第一军医大学硕士学位论文水通道蛋白4在人创伤性脑水肿早期表达的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：神经外科学指导教师：***20070501硕士学位论文３．透射电镜对正常脑组织标本及挫伤周围脑水肿脑组织标本超微结构观察：结果显示正常人脑血管内皮细胞不肿胀，内皮外基膜完整，血管外未见水肿，各层结构排列有序（图６）。
而急性颅脑损伤患者水肿周围脑组织毛细血管内皮细胞明显肿胀变厚，血管内皮细胞的线粒体肿胀，嵴结构显示不清，血管腔狭窄，血脑屏障破坏明显，血管周围见“空泡样”变。
脑组织细胞肿胀明显，胞浆呈空泡样改变，核周内质网扩大，线粒体肿胀，胞核固缩，核中染色质部分溶解，电子密度增高（图７．１、图７－２）。
图１２００７年２月１５日头颅ＣＴ（伤后２小时）水通道蛋白４在人创伤性脑水肿早期表达的研究图２２００７年２月１８日头颅ＣＴ（伤后３天）图３２００７年２月２４日头颅ＣＴ（ｔ９／后８天）·１４·硕士擘位论文图４对照组脑组织ＨＥ染色（×１００）Ｆｉｆｒ４ＴｈｅＨＥｓｔａｉｎｉｎｇｉｎｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ’‘１００图５－１创伤组脑组织ＨＥ染色（×１００）Ｆｉｇ．５一１．ＴｈｅＨＥｓｔａｉｎｉｎｇｉｎＴＢＩｇｒｏｕｐ“１００·１５·水通道蛋白４在人创伤性脑水肿早期表达的研究图５－２．创伤组脑组织ＨＥ染色（Ｘ２００）Ｆｉｇ．５－２．ＴｈｅＨＥｓｔａｉｎｉｎｇｉｎＴＢＩｇｒｏｕｐｘ２００图６对照组脑组织超微结构Ｘ１００００ｏｆｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐｘ１００００ｒｉｇ．６．Ｔｈｅｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－１６·硕士擘住论文图７．１透射电镜观察见微血管壁厚薄不一，内膜下层不完整，内皮细胞间紧密连接受损等表现ｘ１００００Ｆｉｇ．７一ｌＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＵｍ）ｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｖａｓｃｕｌａｒｗａｌｌｓｗｅｌ＇ｅｏｂｖｉｏｕｓｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｖａ．ｓｃｕ］ａｒ，ｔｈｅｕｎｄｅｒｌａｙｅｒｏｆｅｎｄｏｍｅｍｂｒａｎｅａｂｓｅｎｃｅｄｉｎｐａｒｔａｎｄｔｈｅｔｉｇｈｔｊｕｎｃｔｉｏｎｄａｍａｇｅｄ×１００００图７—２透射电镜观察见血管周围间隙增宽周边空泡样变Ｘ１００００ＴｈｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｅｄａｒｏｕｎｄｔｈｅｖｅｓｓｅｌｓａｎｄｔｈｅｓｐａｃｅｏｆｐｅｒｉｖａｓｕｃｕｌａｒｗｉｄｅｎｅｄＦｉｇ．７－２×１００００·１７·水通道蛋白４在人创伤性脑水肿早期表达的研究４．ＡＱＰ４在对照组脑组织和挫伤组脑组织中的表达：在对照组的脑组织中ＡＱＰ４见少量表达（图８）；而急性颅脑损伤患者挫伤周围脑组织中ＡＱＰ４见大量表达（图９），本研究提示ＡＱＰ４在小血管，神经胶质细胞膜及细胞浆中表达。
水通道蛋白4的研究进展水通道蛋白4（AQP4）是一种与水的通透性有关的蛋白，主要存在于中枢神经系统，并广泛表达于中枢神经系统的星形胶质细胞、脉络丛上皮细胞、室管膜上皮细胞等支持细胞中，目前大量研究表明，AQP4不仅与脑水肿的发生发展密切相关，同时还参与多种神经系统疾病的病理过程，对临床神经系统疾病的诊断及治疗具有重要的意义，本文就AQP4与几种常见神经系统疾病的联系作一综述。
水通道蛋白（aquaporins，AQPS）就是一組与水的通透性有关的蛋白，其中AQP1最早被发现，随后又陆续发现了包括AQP0-AQP12在内的13种水通道蛋白，其中AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8和AQP9主要存在于哺乳动物的脑组织中，尤以AQP4的存在及表达最为重要，参与了脑水肿及多种神经系统疾病的发展。
1 AQP4基本结构及分布AQP4基因位于人类染色体18q11.2与q12.1的连接处，包含4个外显子，负责127、55、27、92位氨基酸序列的编码，3个内含子位于其间。
从结构上看，其包括6个跨膜结构和A、C、E 3个细胞外环和B、D 2个细胞内环。
AQP4的四级结构是由相对分子质量约34 KD的4个具有独立活性的且均含有6条疏水性跨膜结构的单体组成的四聚体，每个单体的6条疏水性跨膜结构形成类似沙漏的水通道，仅允许单线通过1个水分子。
AQP4主要分布于中枢神经系统的星形胶质细胞、脉络丛上皮细胞、室管膜上皮细胞等支持细胞中，并大量表达在星形胶质细胞足突、胶质界膜、软脑膜及室管膜与其下星形胶质细胞的空隙中，目前尚未发现其在兴奋性细胞中表达[1]。
此外，AQP4呈极性分布于星形胶质细胞足突上，锚定蛋白和细胞周围环境对其这种分布起到了一定的作用[2]。
由此可以简单的通过AQP4的分布及表达特点推断其与中枢系统的水平衡有关。
2 AQP4与Kir4.1内向整流钾离子通道4.1（Inwardly rectifying K+ channel，Kir4.1）是中枢神经系统的一种膜蛋白，其具有内向整流的特点并能通过调节胞外过高的钾离子浓度而维持内环境的稳态。
64第11卷 第11期 2009 年 11 月辽宁中医药大学学报JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCMVol. 11 No. 11 Nov .，2009中枢神经系统的正常生理功能的发挥，以及几乎所有的中枢神经系统疾患的发生发展，都和水代谢有着密切的关系。
然而早先人们知道，水是以简单扩散的形式来完成跨膜运输的，而红细胞、肾近曲小管上皮细胞等，就不能仅以简单扩散来解释，人们就设想在细胞膜上存在着一种功能结构来完成水的主动转运。
1988年Agre 等在分离红细胞Rh 蛋白时偶然发现了一种功能性蛋白CHIP28（即AQP1），后成功转染到非洲爪蟾卵母细胞，而显示了其选择性水通透功能。
1997年被国际基因组正式命名为水通道蛋白Aquaporin(AQP),从此确立了水通道在水跨膜运输过程中的功能地位。
脑水肿的产生机制有多种学说,许多学者对此作了大量实验和临床研究,但其发生的具体病理生物学机制尚未完全阐明,目前治疗主要局限于渗透性利尿剂、高张盐水及外科减压等,针对抑制脑水肿形成的病因方面的治疗尚无肯定的方法。
水通道蛋白-4（AQP4）的发现为脑水肿的治疗提供了新的思路。
现就AQP4与脑内水代谢的研究现状做一回顾。
1 AQP4的发现及简史AQP4(aquaporin-4)又称为汞不敏感水通道蛋白(mercury insensitive water channel , MIWC) ,于1994 年被Hasegawa 等[1] 从大鼠的肺中克隆出来,紧接着AQP4延长的氨基端的同源体在大鼠的脑中被发现,同时AQP4水通道蛋白的一种cDNA 也从大鼠脑中被分离出来[2]。
从大鼠肺中克隆的AQP4 是被公认为有6个跨膜区域并且在汞敏感部位缺乏半胱氨酸的一种非糖基化蛋白,它编码301和323个氨基酸多肽的两个起始点已被鉴定,其中任意一个在非洲瓜蟾母细胞上表达时可以使其在渗透压作用下水的通道性增加20倍, 且对甘汞(Hg 2Cl 2) 不敏感。
脑水肿的AQP4调节机制研究进展李敏;陈少军;陈学群;杜继曾【摘要】Water balance is one of the basic regulation mechanisms of homeostasis. There are 13 subtypes of aquaporins in mammals ( AQP0-AQP12). In neural system,the AQP4 is mainly distributed in astrocytes. Phosphorylation and expression regulation of AQP4 is involved in the formation of brain edema, particularly in the clearance of vasogenic edema and the formation of cytotoxic edema. This article reviews regulations and functions of AQP4 in vasogenic edema and cytotoxic edema.%水平衡对于机体维持稳态至关重要.机体主要通过水通道蛋白(aquaporins,AQPs)调节水的平衡.哺乳动物有13种水通道蛋白(AQP 0-12).其中,AQP4主要分布在星形胶质细胞上,是中枢神经系统中最主要的一种,与脑水肿的发生密切相关.AQP4的短时磷酸化修饰和长时表达调节在血管源性和细胞毒性脑水肿中起重要作用.【期刊名称】《浙江大学学报（医学版）》【年(卷),期】2013(042)001【总页数】9页(P114-122)【关键词】水通道蛋白质4;星形细胞;脑水肿【作者】李敏;陈少军;陈学群;杜继曾【作者单位】浙江大学医学院基础医学系,浙江杭州310058;浙江大学医学院基础医学系,浙江杭州310058;浙江大学医学院基础医学系,浙江杭州310058;浙江大学医学院基础医学系,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】Q494脑水肿是脑组织中水份的异常过度集聚而引发的脑肿胀，发生脑水肿时脑体积增大、颅内压增高。
水通道蛋白研究进展水通道蛋白是一种专门负责水分子跨膜运输的蛋白，对于生物体的水分平衡和调节具有重要意义。
近年来，随着研究的深入，水通道蛋白的作用机制和应用领域逐渐引起人们的。
本文将概述水通道蛋白的基本概念、分类、功能，并重点介绍其研究进展。
水通道蛋白概述水通道蛋白是一种位于细胞膜上的运输蛋白，主要负责水分子在细胞膜上的跨膜运输。
水通道蛋白可根据其分布位置和功能不同分为不同类型，例如：AQP0、AQP1、AQP2等。
这些蛋白在细胞膜上形成水通道，帮助水分子快速、高效地通过细胞膜，从而维持细胞内外水平衡及细胞生长代谢。
水通道蛋白研究进展1、水通道蛋白的分子结构与功能关系水通道蛋白的分子结构由6个跨膜片段组成，形成一种特定的构象，从而有利于水分子通过。
不同的水通道蛋白具有不同的构象和功能，例如：AQP0主要分布于视网膜色素上皮细胞，参与调节眼部水分平衡；AQP1主要分布于肾脏、膀胱等器官，参与调节水平衡和尿生成；AQP2主要分布于肾小管和集合管，参与调节尿浓缩和稀释。
2、水通道蛋白的研究方法与技术目前，水通道蛋白的研究方法主要包括以下几种：基因克隆、表达与纯化；蛋白质结晶与结构解析；功能及动力学研究等。
这些方法分别从基因、蛋白质和功能等方面对水通道蛋白进行研究。
同时，随着生物技术的发展，如荧光标记、基因敲除等技术也为水通道蛋白研究提供了有力支持。
3、水通道蛋白的应用领域与展望水通道蛋白在生物学、医学等领域具有广泛的应用价值。
首先，水通道蛋白参与维持生物体内环境稳态，对治疗与预防水肿、脱水等疾病具有重要意义。
例如，AQP1在急性肾损伤和慢性肾功能衰竭等疾病中表达异常，成为治疗上述疾病的潜在靶点。
此外，水通道蛋白还与某些肿瘤细胞的生长和转移密切相关，因此有望为肿瘤治疗提供新思路。
其次，水通道蛋白在物质跨膜转运、药物研发等方面也具有潜在应用价值。
例如，通过研究AQP4在脑内的分布和作用机制，有助于理解脑内物质跨膜转运的规律，为药物研发提供新靶点。
Journal of Physiology Studies 生理学研究, 2014, 2, 19-32 Published Online November 2014 in Hans. /journal/jps /10.12677/jps.2014.24004The Physiological Functions of AquaporinsXiaoqiang Geng, Baoxue Yang *Department of Pharmacology, School of Basic Medical Sciences, Peking University, Beijing Email: ****************, ****************.cn Received: Jan. 20th , 2015; accepted: Feb. 2nd , 2015; published: Feb. 5th , 2015 Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/AbstractThe aquaporins (AQPs) are a family of 13 small hydrophobic integral transmembrane water channel proteins involved in transcellular and transepithelial water movement and fluid transport. The study of aquaporins has experienced from discovery to the exploration of their physiological func-tions. It has been found that aquaporins are expressed in various tissues and organs and they have different physiological functions, including urine concentration, exocrine gland secretion, hydra-tion of brain, transduction of neuronal signaling and metabolism. The studies on aquaporins can provide novel ideas to the mechanism and therapy of related diseases. This review article dis-cusses the recent researches on the physiological functions of AQPs in different tissues and or-gans. KeywordsAquaporin, Integral Transmembrane Protein, Water Channel, Water Transport水通道蛋白生理学功能的研究进展耿晓强，杨宝学*北京大学基础医学院药理学系，北京 Email: ****************, ****************.cn收稿日期：2015年1月20日；录用日期：2015年2月2日；发布日期：2015年2月5日*通讯作者。
脑水肿责任水通道蛋白的研究进展标签：水通道蛋白；脑水肿；进展外伤、感染、肿瘤、卒中等许多常见的神经系统疾病均可引发脑水肿，而脑水肿又与这些疾病的发生与转归密切相关。
关于脑水肿的机制的基础理论涉及水通道蛋白、金属蛋白及一些生长因子如血管内皮生长因子A、B及血管生成素。
利用它们进行治疗脑水肿正在成为热点。
其中水通道蛋白（Aquaporin，AQP）作为一组与水的跨膜转运有关的蛋白质，广泛存在于动植物及微生物体内，发挥不同的生理功能，参与不同疾病的病理生理过程。
当前，至少13种水孔蛋白已经被发现存在于人类和300多种低等生物中。
研究指出，大脑组织能够表达6种水通道蛋白（AQP-1/3/4/5/8/9），但是与脑水肿发生发展过程相关的主要是AQP-1、AQP-4和AQP-9。
在此我们将进一步讨论AQP-1、AQP-4和AQP-9与脑水肿的关系。
1 AQP的结构特点AQP是一类高度保守、分子量约30kDa的蛋白质，属于主要内源性蛋白质家族（major intrinsic protein，MIP），其在细胞膜上以四聚体形式存在。
序列分析指出，AQP单体由一条肽链构成，其氨基端和羧基端均位于胞内，肽链中包含6个富含ɑ螺旋、串联的疏水跨膜区，它们依赖A、B、C、D、E五个环连接，其中A、C、E为胞外环，B、D为胞内环。
B、E环具有高度保守的天冬酰氨-脯氨酸-丙氨酸（Asn-Pro-Ala，NPA）的重复串联序列，而NPA序列是大部分水通道蛋白特征性的孔道中心序列。
6个跨膜区包绕着B、E环形成一个桶状的水分子通道。
2 AQP-12.1 AQP-1在脑组织中的分布：AQP-1在中枢神经系统中主要集中表达于侧脑室、第四脑室及第三脑室的脉络丛上，与Na+-K+-ATP酶共同定位于脑脉络膜上皮微绒毛的顶膜，在脑脊液产生过程中具有重要作用；其表达可随重力的下降而下调。
Mobasheri A[1]等采用组织芯片技术（tissue microarray technology）通过半定量对比的研究方法证实了AQP-1在人脉络丛的表达量高于其它组织，这包括肾脏，肝胆管和胆囊等。
2.2 AQP-1与脑水肿的关系：脉络丛肿瘤会引起CSF的生成增加，而同时，该肿瘤中的AQP-1表达发生了上调，AQP-1基因敲除的小鼠其CSF分泌的速度降低了25%，脉络丛上皮细胞的通透性及离子的透过率也有所降低。
这些证据表明AQP-1参与了CSF的分泌，并且能够使CSF易于进入脑室，同时也表明，AQP-1的抑制剂能够有效治疗脑水肿以及良性颅内压增高（两者都与CSF的生成增加或过量蓄积有关）。
近年来，逆转录PCR和免疫组织化学分析表明在正常动物皮质中只有少量的AQP-1表达，而在TBI动物脑皮质中AQP-1基因和蛋白的表达量呈高表达，这说明AQP-1在TBI相关性脑水肿起重要作用，而且这种蛋白可能在TBI后表达上调。
Morishima T等证实AQP-1其中一个激发因素为糖皮质激素[2]。
Blank M E 证明AQP-1能够增强CO2膜的通透性，进而导致细胞内酸中毒[3]。
进一步的实验证实TBI后1小时内使用地塞米松治疗可减轻非酸中毒条件下的水肿，但在酸中毒的条件下反而使脑水肿加重，使用HgCl2选择性阻断AQP-1可以减轻皮质醇和酸中毒条件下的水肿效应。
基于这些数据，我们设想通过AQP-1通道达到水平衡可能受到2种因素的影响，即糖皮质激素及脑的酸中毒。
组织的酸性程度与脑水肿的程度及临床预后密切相关，几乎所有的严重的TBI都有低的脑组织酸碱度。
如果患者临床症状好转表明脑组织的酸碱度得到了快速稳定，这也为我们旨在提高TBI患者的预后提供了一个可供调节的分子机制，即通过联合使用AQP-1阻滞剂及脑组织的PH值正常化将有助于改善TBI患者的。
另外也有相关研究表明，脑星形细胞尾足通过将信号转导给周围的血管内皮细胞以调控AQP-1的表达。
3 AQP-43.1 AQP-4在脑组织中的分布：AQP-4广泛分布于中枢神经系统。
AQP-4 mRNA在人脑皮质、白质均有分布，同时在室管膜上皮细胞，软膜细胞、室旁核、视上核，齿状回的颗粒细胞层及小脑蒲肯野细胞层上也有表达，而在神经元上却未发现AQP-4表达。
AQP-4多选择性的分布于脑室周围组织，在侧脑室脉络丛、室管膜细胞上亦有少量AQP-4表达，认为可能与脑脊液形成有关。
此外，高分辨胶体金免疫电泳显微镜观察证实，在面向血管面及软膜面的胶质细胞膜区有选择性的AQP-4高表达，这表明血管周围的胶质细胞突起是水分子流动的主要部位。
3.2 AOP-4与脑水肿的关系：大量研究证实各种原因（如卒中、脑部肿瘤、炎症、颅脑外伤等）引起脑水肿时AQP-4的表达均出现改变，且AQP-4表达的变化与脑水肿密切相关。
虽然AQP-4在脑水肿的发生、发展、消退方面的具体作用机制目前还存在一定的争议，但AQP-4与水分进出脑组织有关这一点是不容置疑的。
关于AQP-4在细胞毒性脑水肿中作用的研究中，Manley等[4]采用经典水中毒模型，即水灌注引起低钠血症，缺失AQP-4基因的动物模型脑水肿会明显减轻，预后也较好，这提示去除AQP-4可减少水从血管向脑内流动进而减轻水中毒后脑内水积聚。
作为一种双向水转运通道的AQP-4是一种易化脑内多余水分清除的作用目前亦已被证实。
Papadopoulos等[5]向脑实质内注入等渗液的同时持续监测ICP，60分钟后AQP-4基因敲除小鼠的ICP较野生型小鼠明显升高，灌注半球的脑水含量也显著升高，而对侧半球未见明显差异。
这说明AQP-4可易化血管源性水肿液的重吸收血管源性脑水肿时水并不依赖AQP-4进入脑组织，但从脑组织中清除水需要AQP-4。
此外，相关研究证实细胞毒性脑水肿时AQP-4表达的升高是胶质细胞的适应性反应，其目的是为了保护神经元处于较适宜的环境，保持酸碱和渗透压平衡而摄取渗透性物质，造成自身高渗状态，而AQP-4表达升高可使更多的水份进入胶质细胞，形成脑水肿。
另外，BBB的胶质细胞足突上的AQP-4表达升高，可引起血管内水份通过BBB进入脑组织，若胶质细胞破裂，可导致BBB破坏，进而加重脑水肿。
然而，在血管源性脑水肿时盐及水如何精确地移出脑组织仍需进一步研究。
3.3 AQP-4表达的调节：目前多数的研究认为蛋白激酶C（PKC）可以通过磷酸化的方式调节AQP-4的活性。
对转染AQP-4基因的LLC-PKC1细胞的研究显示PKC及多巴胺（dopamine）可以通过磷酸化其丝氨酸（Serl80）来降低AQP-4对水的通透性。
此外，Wen H等[6]发现AQP-4在星形胶质细胞的极性表达可能受到内皮细胞和（或）神经元释放的某种因子的调节。
Gunnarson E等认为[7]蛋白质问的相互作用、渗透压、类固醇激素等对AQP-4也有调节作用。
同时，Vajda Z等[8]发现胶质细胞为适应低钠血症防止脑水肿，通过改变AQP-4分子构象，使膜的水通透性下降的现象证实AQP-4的分子构象变化也可以引起其功能改变。
4 AQP-94.1 AQP-9的分布：AQP-9主要分布在脑室周围器官组织，提示AQP-9可能参与脑脊液循环调节，与脑代谢的维持、神经元与神经胶质细胞内环境的稳定及其正常功能的保持有关。
Badaut J[9]等通过免疫斑点实验显示，AQP-9免疫标记在脑室周围实质的星形胶质细胞和蛛网膜下腔边缘区有表达，表明AQP-9在脑实质和脑脊液之间起着调节水代谢平衡的作用。
近来的研究还显示AQP-9在脑组织其它区域也有表达，如脑白质内（胼胝体、前连合、视交叉）也出现明显的AQP-9阳性标记。
另外在海马、隔核和下丘脑的某些神经核团也有AQP-9的表达，特别是下丘脑的视上核、室旁核、视交叉上核表达强烈，提示AQP-9对渗透压的变化起调节作用，还可能与下丘脑的神经内分泌功能有关。
在松果体，观察到AQP-9免疫标记集中在松果腺细胞，松果腺细胞与神经内分泌细胞相似，AQP-9在松果腺细胞的表达进一步说明AQP-9与脑组织神经内分泌细胞产生和分泌激素的功能有关。
AQP-9在脑组织的定位研究提示其对脑组织内水的转运和脑脊液循环起重要作用。
4.2 AQP-9与脑水肿的关系：AQP-9被认为同AQP-4类似，在细胞外水的调节和脑水肿形成中起重要作用。
在病理状态下，AQP-9发生了改变。
AQP-9和AQP-1、AQP-4都和脑水肿的形成以及对抗脑水肿的代偿机制相关。
AQP-9定位于脑脊液和血液之间的结构表明AQP-9涉及到水的稳态。
AQP-9在脑缺血后脑水肿方面存在较大争议，如Badaut J等[9]在短暂性大脑中动脉脑缺血小鼠模型中发现：缺血灶周围的反应性星形胶质细胞中AQP-9过表达，从而推断AQP-9参与脑缺血后脑水肿的形成。
然而，Ribeiro M C等[10]利用大脑中动脉缺血小鼠模型进一步比较了AQP-1、4和9随缺血时间演变的表达变化发现缺血后的脑肿胀与AQP-9变化无明显相关，而与AQP-4明显相关。
AQP-9与脑出血后脑水肿的关系国内外报道较少，国内陈敏等[11]在脑出血动物模型中运用免疫组化研究发现AQP-9表达强度与脑水肿程度呈平行关系。
经“二硫代氨基甲酸吡咯烷”干预后AQP-9表达受抑制，脑水肿程度也相应降低，从而认为AQP-9参与了脑出血后脑水肿的发生。
与AQP-4相比，AQP-9在肿瘤性脑水肿形成方面居次要地位，但AQP-9升高有助于清除细胞间隙堆积的甘油和乳酸，从而对抗神经胶质瘤引起的酸中毒。
4.3 AQP-9表达的调节：对肝和脑的研究认为AQP-9对于细胞内能量平衡有着重要作用，并且发现肝内AQP-9可以被胰岛素下调。
虽然胰岛素对于脑内AQP-9的影响仍然未被观察到，但是发现：AQP-9阳性表达的神经元对葡萄糖敏感；体内胰岛素据报道可以通过血脑屏障；一些神经元有胰岛素受体表达；用胰岛素和其受体底物均诱导出现了饮食过量。
这些研究结果提示脑内AQP-9的表达可能受到胰岛素的调节。
脑内AQP-9被体内胰岛素调节的可能机制如下：对于AQP-9表达的调节首先在星形胶质细胞的培养中进行了研究。
研究表明，能调节AQP-9表达的途径被认定为蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）途径。
其中蛋白激酶C途径活化可以使AQP-9 mRNA和蛋白下调。
与AQP-4不同的是，在星形胶质细胞培养中通过双丁酰环磷酸腺苷被激活的蛋白激酶A可以增加AQP-9 mRNA和蛋白的表达。
有丝分裂原激活蛋白激酶（MAP-kinase）途径：P38MAP-kinase在给予渗透性应激后也可以增加AQP-4和AQP-9的表达。
MAP-kinase这一途径可以增加缺血性梗死灶周边的星形胶质细胞AQP-9的表达。
