下载文档原格式
水通道蛋白水通道蛋白（Aquaporin），又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质（内在膜蛋白），在细胞膜上组成“孔道”，可控制水在细胞的进出，就像是“细胞的水泵”一样。
水通道是由约翰霍普金斯大学医学院的美国科学家彼得·阿格雷所发现，他与通过X射线晶体学技术确认钾离子通道结构的洛克斐勒大学霍华休斯医学研究中心的罗德里克·麦金农共同荣获了2003年诺贝尔化学奖。
水分子经过Aquaporin时会形成单一纵列，进入弯曲狭窄的通道内，内部的偶极力与极性会帮助水分子旋转，以适当角度穿越狭窄的通道，因此Aquaporin的蛋白构形为仅能使水分子通过之原因水通道蛋白的发现编辑Agre等(1988)在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时，发现了一个28 kD的疏水性跨膜蛋白，称为形成通道的整合膜蛋白28(channel-forming inte—gral membrane protein，CHIP28)，1991年完成了其cDNA克隆(Verkman，2003)。
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 mDNA 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5 min 内破裂。
为进一步确定其功能，又将其构于蛋白磷脂体内，通过活化能及渗透系数的测定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Aquaporinl(AQPl)。
水通道蛋白分类编辑AQP0AQP0最初称之为主体内在蛋白(major intrinsic protein，MIP)，在晶状体纤维中细胞中表达丰富，与晶状体的透明度有关．AQpo的突变可能导致晶状体水肿和白内障。
小鼠缺乏AQPO将患先天性白内障[61]。
AQP1AQP1是1988年发现的,开始将这种蛋白称为通道形成整合蛋白(CHIP),是人的红细胞膜的一种主要蛋白。
・综 述・水通道蛋白在肾脏的表达及意义Expression and Means of W ater Channel Protein in K idney常笑雪,黄 鹂摘 要:目的 了解水通道蛋白在肾脏的表达及生理、病理意义,为相关的临床研究提供帮助。
方法 收集国内外相关资料,对水通道蛋白的研究内容进行综述。
结果 肾脏水通道蛋白的类型有AQP1-AQP4、AQP6-AQP8,主要分布在近曲小管、细段和集合管,AQP1-AQP4参与水的重吸收和尿液浓缩.AQP6-AQP8的生理与病理意义不明。
结论 肾脏水通道蛋白的类型较多,提示有重要的生理意义。
关键词:水通道蛋白;肾脏中图分类号:Q73 文献标识码:B 文章编号:1672-688X(2004)03-0236-03 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得、阿格雷和罗德里克、麦金农,以表彰他们在细胞膜通道方面开创性的研究。
阿格雷1988年发现并成功分离出一种细胞膜蛋白并证明这就是科学家孜孜以求的水通道蛋白。
2000年阿格雷公布世界第一张水通道蛋白的高清晰立体照片,照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。
1 水通道蛋白的发现及类型所有组织细胞都允许水以单纯扩散方式通过细胞膜。
早期的生物物理学研究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,很难用单纯扩散来解释。
阿格雷[1]等在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时发现了一个分子量为28K D的疏水性跨膜蛋白,称为形成通道的整合膜蛋白28 (Channel-F orming integral membrane protein,CHIP28)。
1991年完成了其cDNA克隆[2]。
当时不知道该蛋白的功能,对其进行功能鉴定时,将体外转录合成的CHIP28cDNA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,细胞膜水的通透性增加8倍并于5min内破裂[3]为进一步确定其功能,又将其建构于蛋白磷脂体内,通过活化能及渗透系数的测定以及抑制剂敏感性等研究证实该蛋白为水通道蛋白[4]。
曲格列汀是一种口服药物，属于二肽基肽酶-4（DPP-4）抑制剂，也被称为DPP-4抑制剂。
它的作用机制主要涉及调节胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的代谢。
GLP-1是一种由肠道分泌的激素，在食物摄入后增加胰岛素的分泌并减少胃排空速度，从而帮助降低血糖水平。
然而，GLP-1在体内被DPP-4酶迅速降解，导致其活性持续时间较短。
曲格列汀通过抑制DPP-4酶的活性，延长GLP-1的半衰期，使其能够更长时间地发挥降低血糖的作用。
具体来说，曲格列汀与DPP-4酶结合，阻止其对GLP-1的降解，从而增加了GLP-1的稳定性和生物活性。
通过增加GLP-1的浓度，曲格列汀可促进胰岛素的分泌，并抑制胰高血糖素的分泌，从而协调血糖水平的调节。
此外，曲格列汀还可以降低胃排空速度和食欲，有助于控制体重。
总的来说，曲格列汀通过抑制DPP-4酶的作用，增加GLP-1的活性，从而改善胰岛素的分泌和血糖的调节，是一种常用的口服药物，用于治疗2型糖尿病。
1。
四．水通道蛋白相关疾病当水通道蛋白的调节出现紊乱的时候，则可能引起多种疾病。
（一）肾脏水通道蛋白和相关疾病研究表明，水通道蛋白基因突变将引起尿崩症(diabetesinsipidus，DI)。
尿崩症广义上讲是指多饮、低比重尿和低渗尿为特征的一组综合征。
目前报道的多数遗传性肾性尿崩症病例是以X连锁方式遗传的,由编码V2 受体的基因突变引起，另外的病例则是由于编码AQP2基因的突变引起，以常染色体显性或隐性方式遗传[11]。
（二）肺部水通道蛋白和相关疾病肺水通道蛋白的异常与肺疾病的关系已有诸多实验报道。
AQP可能参与肺水肿的发病机制。
在各种肺损伤中，存在着大量的水的异常跨膜转运及在肺组织中的异常聚集等情况，这些情况均可能与水通道蛋白有关。
在小鼠病毒性肺炎模型中，发现AQP1和AQP5在鼠肺中的表达降低，这说明肺水在肺间质中聚集的重要原因就是水通道蛋白的减少，导致水不能及时排出而出现水肿。
哮喘发作时，水分子运动在气道阻塞中起重要作用，特别在冷哮喘或运动哮喘时, 上皮黏膜下血管(含AQP1) 、气管及支气管(含AQP3 和AQP4) 的肿胀是形成气道阻塞的重要原因[1]。
从而说明了水通道蛋白和哮喘的发生也有密切关系。
（三）水通道蛋白及癌症水通道蛋白在肿瘤组织的表达及其与肿瘤细胞转移的关系可能将会是今后研究的热门。
多年研究表明，为满足快速增殖、分裂和侵袭转移的需要，肿瘤细胞内一系列酶的活性和表达会发生改变，细胞基本结构成分如蛋白质、脂类和核酸的合成加强。
癌细胞的所有生命活动都离不开水的微环境和参与，癌细胞比正常细胞更需要水分子的快速跨膜转运。
目前的研究表明，部分AQPs在肿瘤组织中表达明显增高或降低。
在脑胶质瘤中水通道蛋白的表达明显增多，脑胶质瘤多伴有脑水肿的发生。
经证实，AQP 1和AQP4在脑胶质瘤中的表达明显高于正常组织，且在星型细胞的表达量与恶性程度有直接关系[8]。
AQPs同时还可能促进肿瘤血管增生，增强肿瘤血管渗透性，在肿瘤的生长和扩散、侵袭和转移中有重要作用。
水通道蛋白1、3、4和5与急性肺损伤关系的研究进展刘笑玎;原铭贞;王司仪;刘相良;梁豪君;高歌;李波;董春玲【摘要】急性肺损伤（ALI）的显著病理生理学表现为非心源性肺水肿。
在多种因素诱导的肺损伤和其他非心源性肺水肿的发生进展中，水通道蛋白1、3、4和5（AQP1、3、4、5）发挥了重要作用，尤以 AQP1和 AQP5为主。
应用基因技术发现在 ALI中 AQP1、3、4和5在细胞迁移、黏蛋白产生等过程和核转录因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路中均有参与。
多种因素能够干预 AQP1和 AQP5的表达进而加重或减轻肺水肿。
AQP1在 ALI的胸水形成中尚发挥一定作用。
本文主要从 ALI中 AQP1、3、4和5在蛋白质水平和基因水平上的参与、多种因素干预以及胸膜水通道蛋白几方面进行综合论述。
【期刊名称】《吉林大学学报（医学版）》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P1119-1122)【关键词】水通道蛋白;急性肺损伤;肺水肿【作者】刘笑玎;原铭贞;王司仪;刘相良;梁豪君;高歌;李波;董春玲【作者单位】吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学基础医学院人体解剖学系，吉林长春 130021;吉林大学第二医院呼吸内科，吉林长春 130041【正文语种】中文【中图分类】R563急性肺损伤(acute lung injury,ALI)及其严重形式急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)表现为与严重炎症和弥漫性肺泡损伤有关的急性呼吸衰竭[1]。
关于乙酰唑胺与碳酸氢钠联合是否影响肿瘤的生长、转移及水通道蛋白的表达
摘要：这项研究目的在于探索乙酰唑胺影响肿瘤的生长、转移以及可能的机制。
使用感染了Lewis肺癌的大鼠作为动物模型。
相比于联合使用碳酸氢钠是否对于肿瘤的生长转移以及碳酸脱苷酶的活动，使用咪唑影响肺癌的影响。
同时使用Western-blot技术和免疫组化技术研究水通道蛋白1在肿瘤组织中的可能发挥的作用。
结果显示单独使用乙酰唑胺可以大量降低肺癌的转移和原发肿瘤的生长，并且是一个独立影响发挥作用的因素。
乙酰唑胺可以极大的抑制碳酸脱氧苷酶在肿瘤组织中的活动。
在附加了碳酸氢钠之后，乙酰唑胺对肿瘤生长、转移的数量、以及原始肿瘤中碳酸酐酶发挥的作用并没有被改变，但是在肺组织中转移的抑制率以及在肺组织碳酸苷酶的活动似乎产生了一个明显的逆转，于单独使用乙酰唑胺相比。
明确的作用机制需要在未来被一步一步证明。
Wwstern-blot技术和免疫组化技术同时显示水通道蛋白1在肿瘤组织中的表达明显高于正常组织和单独接受过乙酰唑胺治疗的肿瘤组织。
乙酰唑胺与碳酸氢钠结合使用并不能明显降低水通道蛋白的表达。
结果显示乙酰唑胺的抗肿瘤机制，其中尤其是对抗转移的作用可能一部分包含了抑制碳酸酐酶的活动或者降低了水通道蛋白中水通道蛋白的表达，无论联合碳酸氢钠与否。
简介：
肿瘤转移是肿瘤的一大特点，并且是死亡的直接原因，碳酸托苷酶（CA）是锌结合金属蛋白的一个家族，这一家族可以促进二氧化碳
可逆的水合作用，产生氢离子和碳酸氢根离子，并诱导ph值下降，一些碳酸托苷酶同工酶被显著的发现仅仅在肿瘤细胞中表达，这些CA同工酶通过细胞膜在邻近细胞中通过感应PH值和翻到质子和碳酸氢盐方面产生了一个重大的作用。
研究已经显示酸性PH可以增加肿瘤细胞的侵袭性。
乙酰唑胺是磺胺类的一种，被当做CA抑制剂。
T等报道CA抑制剂，作为化疗原则的一部分可以增加化疗药物的作用并且有助于延缓肿瘤进展，一些新型CA抑制剂，在试验中被当做抑制肿瘤细胞生长的有效成分，例如白血病、非小细胞肺癌、黑色素瘤、卵巢、肾、前列腺、乳腺细胞系列肿瘤。
尽管存在一些CA 抑制因子作用机制。
人们依旧认为在直接抑制肿瘤相关CA同工酶后，导致了酸化肿瘤细胞外环境的抑制作用，这一切似乎与之前描述的理论相矛盾。
因此，我们假设一定存在通过CA抑制因子抑制肿瘤转移的其他途径。
水通道蛋白，是一种作用于高选择性水通道膜蛋白的大家族，目前研究强调了他们在生物学上的作用，以及人类许多种疾病中，包含快速水通道的疾病，并且已经成为了介入治疗的目标靶向蛋白。
AQP1是第一种水特点通道蛋白，广泛存在于红细胞膜、肾输尿管、脉络膜、眼睛、肺、血管内皮、肝管上皮细胞以及其他肿瘤细胞。
许多肿瘤显示出极高的血管通透性和高的间隙渗透性，但是肿瘤中的水运输通路仍旧未知。
在之前已经出版的关于AQP1以及CA研究报道中，尤其是CA2和CA4，我们发现他们具有共同的生物学特点。
例如，它们均在液体通
道组织中广泛存在，包含肾脏、肺脏、大脑、眼睛、红细胞、胰腺以及一些腺体，它们均具有促进再吸收和分泌水的功能。
此外，AQP1具有转运CO2的能力，二氧化碳是催化形成碳酸氢根离子的CA的基质，即具有碳酸酐酶和水通道蛋白二者相互共有的生物学特点。
作为一种碳酸苷酶抑制剂，乙酰唑胺主要用来治疗一些水肿性质的疾病，例如青光眼、登山病、充血性心力衰竭、药物诱发的水肿、以及纠正新陈代谢产生的碱中毒。
P等已经显示单独使用乙酰唑胺可以抑制肿瘤细胞的潜在侵袭性作用，但是目前机制并没有被澄清。
我们的实验也已经显示乙酰唑胺可以抑制AQP1在小鼠肾脏和睾丸中基因表达作用，在其中我们已经使用卵母细胞建立了一个水通道蛋白表达系统用来研究乙酰唑胺对于AQP1对于水通道功能的作用。
并且已经证实乙酰唑胺是AQP1的一种直接抑制剂。
因此我们假设乙酰唑胺关于AQP1基因表达作用和水通道作用的减少也许可以促进他们关于肿瘤生长和转移的影响作用。
在此项研究中，我们进一步评估了在肿瘤组织中AQP1的表达和它与碳酸酐酶活动的联系，并且进一步探索了它在肿瘤转移中的可能机制。
众所周知，CA抑制剂最大的副作用就是新陈代谢引起的酸中毒，在长时间的使用之后。
为了纠正细胞外的酸化环境，动物模型被用来同时联合使用碳酸氢男使用纠正酸中毒。
方法：
2.1使用Lewis肺癌细胞用作实验模型
成年动物重18-20克雌性大鼠购于北京大学实验中心，Lewis肺
癌细胞有中国医学科学院提供，通过皮下注射均匀的将肿瘤组织注入体内，这些肿瘤组织由肺癌患者志愿者提供。
2.2药物治疗和组织收集。
2.3碳酸酐酶活动实验
2.4Western blot印记分析
2.5免于组织化学技术
2.6统计学分析
结果：
3.1 乙酰唑胺联合使用碳酸氢钠与否对于原发肿瘤生长以及自发形成肺转移的影响
3.2乙酰唑胺联合使用碳酸氢钠与否对于碳脱水酶活动的影响
3.2AQP1蛋白表达的影响
3.4AQP1在肿瘤组织中的定位和表达的影响
讨论：
目前已经报道一些新型的磺胺类衍生物包含强有力的CA抑制内容，这就在试管中显示了可以有效抑制肿瘤细胞的生长和转移。
在目前和之前的研究中，我们认为乙酰唑胺可以大量的减少肺部原发肿瘤生长和转移的几率，这似乎是一个剂量依赖型的方式。
在肺癌中抑制转移的几率是77.7%。
此外，我们注意到乙酰唑胺可以大量抑制肿瘤组织和肺组织中CA的活动率。
在增加了碳酸氢钠之后，乙酰唑胺关于肿瘤生长、转移和CA的活动并没有增加。
因此，乙酰唑胺关于许多肿瘤相关同工酶的抑制作用可能是这种机制中的一种，这类机制具
有抑制肿瘤转移的作用。
正如我们所知，当乙酰唑胺被用来当做化疗药物的一种，一个显著的副作用就体现了出来，那就是代谢性酸中毒，而且在实质性肿瘤细胞外的PH值是更加偏酸的比那些邻近的正常组织。
细胞外偏酸的细胞内环境更有利于肿瘤的生长和转移。
因此，中和代谢性酸中毒有助于抗肿瘤生长和转移的机制。
然而我们的研究结果并没有显示碳酸氢钠对乙酰唑胺的作用起到促进作用。
这个结果就迫使我们扩增了一个更加广泛的评价酸中毒的研究机制，从而执行CA抑制因子关于肿瘤的抗肿瘤活动，从而进一步导致了其他有关乙酰唑胺作用机制的出现。
在本实验中，蛋白免疫印迹分析结果显示AQP1蛋白在肺组织和感染肿瘤细胞的大鼠组织中表达远高于正常组织。
乙酰唑胺大量抑制水通道蛋白的作用并且沉溺于碳酸氢钠对于乙酰唑胺的增敏作用。
AQP1在大鼠肺组织中的免疫组化定位于毛细血管、毛细血管后静脉和细支气管基膜。
免疫标记显示了水通道蛋白在感染Lewis肺癌大鼠中的强阳性作用但是在接受乙酰唑胺的动物模型中结果为阴性。
这项研究显示肿瘤生长可能有更高的液体渗透性因为AQP1在肿瘤中的作用是增加细胞膜水通透性。
