水通道蛋白相关疾病阅读材料

水通道蛋白1及4在喉癌组织中的分布及意义1关兵1，孙丽光2，董震1，杨占泉1，王鑫11吉林大学中日联谊医院，长春（130033）2吉林大学公共卫生学院卫生部放射生物学重点实验室，长春（130021）E-mail：dongzhen@摘要：目的明确水通道蛋白1(aquaporin 1, AQP1)及水通道蛋白4(aquaporin 4, AQP4)在喉癌组织中的表达和分布，并探讨其在喉癌发病中的意义。

方法取喉癌组织20例及癌旁正常组织15例，应用RT-PCR、Western blot、免疫组织化学技术检测AQP1及AQP4在喉癌和正常对照组织中的表达及分布。

结果 AQP1主要表达于正常喉粘膜固有层的血管内皮细胞及喉粘膜腺体。

大量表达于喉癌组中的血管内皮细胞及部分肿瘤上皮细胞和癌巢中。

AQP4主要表达于正常喉粘膜鳞状上皮、假复层柱状纤毛上皮及固有层粘膜腺体，表达于喉癌组织的肿瘤上皮细胞、癌巢及喉粘膜腺体上。

结论 AQP1及AQP4分布于喉癌组织的不同部位，协同增加肿瘤上皮和血管对水的通透性运输，从而促进肿瘤的生长及向周围基质浸润。

关键词：水通道蛋白；喉肿瘤；通透性水通道蛋白（aquaporin, AQP）是一类对水具有高度选择性的糖蛋白,属古老的主要固有蛋白(major intrinsic protein，MIP)家族成员，哺乳动物AQP迄今为止已发现11种(AQP0～AQP10)[1]。

大量研究证实，细胞代谢过程中所需要的水主要是通过AQPs对水分子的高度选择性来完成跨膜转运的，许多疾病可能与水通道蛋白功能异常或调节失控有关。

近年研究表明多数肿瘤有很高的组织间隙液体压力，其新生血管对血浆蛋白及其他循环体系中的高分子物质具有很高的渗透性[2],这在肿瘤的生长和扩散（侵袭和转移）中有重要作用。

本研究应用RT-PCR、Western blot 、免疫组织化学技术检测AQP1及AQP4在喉癌和癌旁正常对照组织中的表达及分布，探讨其在喉癌发病中可能的作用机制及意义。

#论坛#水通道蛋白与脑疾病张蕾周靖崔德华中图分类号:R741文献标识码:A文章编号:1009-6574(2007)02-0083-06水通道蛋白(w ater channel pro tein),又称为水孔蛋白(A quaporins,AQPs),是近年来发现的细胞膜上一组与水的通透性有关的转运蛋白。

在哺乳类动物组织中已经鉴定出十一种水通道蛋白(AQP0~ AQP10),均属膜嵌入蛋白(major intrinsic protein, MIP)家族,不同水通道蛋白的cDNA有高度同源性,在中枢神经系统内分布广泛。

水通道蛋白在维护脑内渗透压及水电解质平衡、脑脊液分泌及平衡,以及在脑水肿发生过程中发挥关键作用。

其发现为研究不同组织水分子的跨膜转运提供了分子生物学基础。

1水通道蛋白1.1水通道蛋白的研究历史既往人们发现水分子以扩散方式进出细胞膜,不需要耗能,推测细胞膜上存在水相小孔。

1988年美国科学家Ag re等进行实验,发现在低渗环境中转染细胞比非转染细胞肿胀发生的速度增加,使水通道的分子结构及细胞膜上存在转运水的水通道蛋白的理论被确认,并于1991年完成了对其cDNA的克隆[1]。

1997年国际基因组将此蛋白正式命名为水通道蛋白,Ag re本人也由于其杰出的贡献被授予2003年诺贝尔化学奖。

1.2水通道蛋白的分布与分类水通道蛋白普遍存在于微生物,植物及动物界。

目前在哺乳类动物体内除已发现的11种水通道蛋白(AQP0-10)以外,Ishibashi K等还发现两种类似AQP的蛋白,并称之为超水通道蛋白(AQP11,12)[2]。

见表1。

表1水通道蛋白的分布与分类AQP分布AQP0眼睛的晶状体、脉络丛上皮AQP1血管、肾的近曲小管、眼睛、耳朵、胰腺组织、脉络丛上皮细胞顶质膜AQP2肾脏AQP3神经元、星形胶质细胞、脑表面的软脑膜细胞、肾脏、呼吸、消化器官AQP4脑表面的软脑膜、导水管和脑室系统的室管膜、脉络丛、星形胶质细胞下、丘脑视上核、室旁核和下丘脑的渴中枢、海马的锥体细胞层、齿状回的颗粒细胞层和多形细胞层、眼、耳、骨骼肌、胃壁细胞、肾集合小管AQP5神经元、星形胶质细胞膜、分泌性腺体,如唾液腺、泪腺、汗腺、胰腺组织AQP6肾集合小管细胞内小泡上AQP7睾丸AQP8室管膜细胞、神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞、肾脏、睾丸、肝脏AQP9脑室周围室管膜细胞、蛛网膜下腔和脑室周围的星形胶质细胞、白质海马的星形胶质细胞、下丘脑的视上核和室旁核;松果体的腺细胞、肝脏、白细胞,白质AQP10肠腔[3](十二指肠、空肠)1.3水通道蛋白的分型1.3.1水通道蛋白的渗透性Ishibashi等根据水通道蛋白的渗透性[4]将其分为三类:Ñ可透水的水通道蛋白AQP0~AQP6;Ò可透过水,甘油和尿素的水通道蛋白AQP3和AQP7;Ó可透过中性溶质的水通道蛋白AQP9和AQP10,其中AQ P9可透过水,甘油,尿素,嘌呤,嘧啶及单羧酸物,AQ P10可透过水和中性溶质,但不能透过尿素和甘油。

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。

水通道蛋白与肺水肿水通道蛋白与肺水肿（作者:___________单位: ___________邮编:___________）【摘要】认识肺水通道蛋白（AQPs）的作用对临床治疗肺水肿有重要意义，AQPs功能均不受温度和脂质膜成分影响，而且不存在开放和关闭的功能状态，只要有渗透压梯度就有水分子顺渗透压梯度通过水孔通道。

目前发现有6种AQPs在肺脏表达。

实验证实，急性肺损伤时，都存在肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞AQPs表达量减少和活性降低；通过提高AQPs含量或者活性，增强肺水肿患者肺水清除率，可能是治疗肺水肿的有效途径。

【关键词】水通道蛋白；肺水肿多种致伤因素可以导致肺部损伤，肺脏的液体平衡遭到破坏，肺水屏障受损，通透性增高，严重时可产生肺水肿。

1988年Agre发现了整合膜蛋白28(CHIP28)，后来被命名为水通道蛋白1(Aquaporinl，AQP1)，此后有关水通道蛋白的研究大规模展开，近年逐渐发现了11种水通道蛋白。

水通道蛋白是一组与水通透性有关的细胞膜转运蛋白，它的发现在分子水平揭示了水跨膜转运调节的基本机制。

肺水肿以肺泡和肺间质内液体积聚为特点，发生时必然伴有水转运紊乱，水通道蛋白(Aquaporins，AQPs)功能改变，因此充分认识肺脏水通道蛋白的作用对临床治疗肺水肿具有重要意义。

1 AQPs的分子结构和特性AQPs是膜主体内在蛋白(major infrinsic protein，MIP)家族成员，目前在哺乳动物中已发现11种AQPs亚型[1~2]，即AQP0~AQP10[3~5]。

AQPs属于糖蛋白，相对分子质量约为30 000，由250~300个氨基酸组成。

不同种属的AQPs之间的基因序列具有一定的同源性，其主要差异位于N端和C端，N端由一个大的外显子(外显子1)编码，C端由3个小的外显子(外显子2~4)编码。

AQPs一级结构为由5个环连接的6个跨膜区段构成，其氨基和羧基末端均位于细胞内，含2个胞内环(B，D)和3个胞外环(A，C，E)，B，E环为疏水性环，B环位于细胞内侧，E环位于细胞外侧，A，C，D环为亲水性并均位于细胞膜脂质双分子层中。

【生理学课外读物】细胞膜水通道的发现细胞膜水通道的发现（一）2003 年 10 月 8 日，瑞典皇家科学院将 2003 年诺贝尔化学奖授予时为 The Johns Hopkins University School of Medicine 生物化学系（现为 Duke University 医学中心副主任）的 Peter Agre 教授，以表彰他发现细胞膜水通道并证明其功能这一开创性贡献。

Agre 教授 1949 年出生于美国，他的祖父辈们在 19 世纪末从瑞典和挪威移民到了美国。

其父Courtland Agre 毕业于 University ofMinnesota ，并获得了化学学士和博士学位。

二战期间曾是 3M company 即明尼苏达矿务及制造业公司的化学专家，负责实验室合成多聚物。

二战后先后成为St. Olaf ColIege 和 Augsberg College 化学系的一位教师。

Peter Agre 教授能从事基础研究，与从小受其父影响不无关系。

身为细胞生物学的教授，Peter 教授并非科班出身于分子生物学。

1967 年至 1970 年，他就读于 Minneapois ， Augsburg college 的化学专业，并获得学士学位。

1970 年至1974 年，进入Johns Hopkins Uuniversity school of Medicine 获医学博士学位，并在1981 年获得医师执照。

1974 年至 1975 年， Peter A gre 在 Johns Hopkins 药理学系Pedro Cuatrecasas 的实验室进行博士后的研究。

1984 年， Peter 在The Johns Hopklns University 的 the old Blalock Building 建立了第一个自己的实验室。

当时作为血液学家，Peter 和助手Andy Asimos 开始研究球形红细胞增多症（ spherocytosis ），并分别与1985 年和 1986 年在 Nature 和 New England Journal of Medicine 上发表了相关文章，证明血影蛋白（ spectrin ）缺乏与临床上球形细胞增多症（ spherocytosis ）的严重程度有关。

水通道蛋白2的研究进展水通道蛋白-2（AQP2）主要表达在肾脏组织，起着肾脏对水转运的重要功能。

AQP2参与了许多疾病的病理过程，如多囊肾、尿崩症。

AQP2可能为泌尿系统疾病提供更有效的治疗新途径。

标签：水通道蛋白-2;泌尿系统;水是生命存在的先决条件。

水分子是极性分子，这使得它们能够非常容易地彼此间形成氢键以及与其它分子形成氢键。

作为极好的溶剂，它们适合于各种极性物质存在于细胞中。

水提供围绕生物聚合物的带电基团的溶剂壳，这些溶剂壳是蛋白质生物活性所必需的[1]。

水占人类体重的70%，在新生足月婴儿，总水分占体重的75%，早产儿更高，可达80-85%[2]。

细胞外和细胞内水含量之间的比率在产后期变化显著。

出后后不久，体内水含量迅速减少，这种降低主要是细胞外水含量的减少。

水含量的变化引起了广泛的关注。

1988年Perter Agre及其同事在红细胞膜上及肾小管中偶然发现的，一种分子量为28000的完整跨膜蛋白，1991年这种蛋白被克隆并命名为CHIP28（channel-forming integral protein），也就是现在的AQP1。

随着AQP1的发现，其它AQPs也相继被被发现及克隆。

迄今为止，已经发现AQPs广泛存在于细菌、植物及动物中，在哺乳动物组织中已经发现有13种AQPs存在[3]，其中，分布在肾组织的AQPs至少有8种[4]。

AQPs的发现不仅从分子水平上揭示水跨膜转运调节的机制，而且也揭示水平衡在遗传性及获得性疾病时的病理生理机制，证实其与人类许多疾病密切相关[5]。

尿液浓缩稀释功能主要由肾脏集合管（CD）主细胞的水通道蛋白2（AQP2）完成。

肾脏的集合管可重吸收水，排K+，H+和NH3，而AQP2是肾脏集合管表达的主要的水通道蛋白，对尿液浓缩和维持体液的酸碱平衡起着重要作用。

本文对AQP2的结构、分布、功能、表达及在泌尿系统疾病中作用的研究进展作一综述。

AQP2的分子结构AQP2由Fushimi在1993年克隆并确认的水通道蛋白家族中的一种[6]。

水通道蛋白与泌尿外科疾病很早以前，生理学家就认识到水的跨膜转运除了简单扩散外，还存在某种特殊的水转运机制，并提出了水通道概念。

1991年Agre等［1］首先克隆了相对分子质量为28 000的水通道蛋白(AQP),称为AQP1(aquaporin1)，并证明具有将细胞外的水转运至细胞内的功能。

随后发现了一大家族具有高选择性水通道功能的膜蛋白分子，共有6种，统称为AQP，存在于多种组织细胞的质膜中。

在涉及到水平衡紊乱的疾病中，尤其是在泌尿外科某些疾病，如多囊肾、肾癌、双侧输尿管梗阻后利尿以及结石形成的研究中有重要意义。

一、水通道的分类及在组织中的分布1.AQP1首先被定性为水通道蛋白，称之为CHIP（channel integrated protein），用免疫组化、免疫电镜及分子生物学技术发现AQP1在机体许多组织中有表达，如平滑肌和子宫组织［2］，肾脏的近曲小管和髓襻降支细胞上皮的顶膜及基侧膜。

此外，在涉及水转运的其它组织中亦发现有AQP1显著表达，如角膜的内皮细胞、脉络膜网、肝胆管上皮细胞、胆囊颈内壁、汗腺上皮、支气管和肺泡上皮、唾液腺上皮、结肠、脾脏和毛细血管内皮［3］。

在淋巴管和粘膜下毛细血管的AQP1，能促进吸收的水迅速进入淋巴管和毛细血管床，维持机体的内环境稳定。

2.AQP2是血管加压素调控的水通道蛋白，位于肾集合管的顶质膜上，对尿浓缩起重要作用，在肾外尚未发现有表达，它与AQP1 cDNA有42%的同源性。

该基因突变可产生常染色体隐性遗传病即肾源性尿崩症［4］，表现为血清抗利尿激素水平明显增高，而尿不被浓缩。

它与X连锁的肾源性尿崩症不同，该疾病为抗利尿激素V2受体基因突变所致。

刺激V2受体，肾集合管顶质膜AQP2表达明显增高。

锂剂可以抑制它的表达，因而可以解释锂剂的副作用，这种作用限制了它在治疗精神病中的作用。

3.AQP3是肾脏集合管和胃肠道表达的另一型水通道蛋白，主要分布在集合管的上皮细胞的基侧膜，该部位水的通透性被认为是不可调节的。

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]。

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4的研究进展作者：王永军李坤正肖宗宇来源：《中国医学创新》2016年第26期【摘要】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。

【关键词】水通道蛋白质4；脑水肿；脑肿瘤；抑郁症；癫痫【Abstract】 Aquaporin 4 is a kind of protein which is related to the permeability of water，mainly in the central nervous system.It express in astrocytes，choroid plexus epithelial cells，cell membrane epithelial cells and other supporting cells.At present a large number of studies show that AQP4 is not only related to the occurrence and development of brain edema，but also is involved in the pathological process of many kinds of nervous system diseases which is of great significance for the diagnosis and treatment of clinical nervous system diseases.Therefore，this article reviews the relationship between AQP4 and several nervous system diseases.【Key words】 Aquaporins 4； Brain edema； Brain tumor； Depression； EpilepsyFirst-author’s address：Qinghai University，Xining 810000，Chinadoi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.26.034水通道蛋白（aquaporins，AQPS）就是一组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。

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。

ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　ＯＦ　ＬＩＦＥ　２０１０，３０（４）文章编号： １０００－１３３６（２０１０）04－0632-04水通道蛋白与脑部疾病杨青松 刘　露 蔡翔君徐州师范大学生命科学学院，徐州　２２１１１６摘要：水通道蛋白是参与跨细胞水转运的膜通道蛋白家族成员，广泛存在于机体组织细胞中，参与水的分泌与吸收。

近年来脑部的水通道蛋白成为研究热点。

水通道蛋白在脑中的主要生理功能是参与调节脑内渗透压及电解质的平衡，维持脑脊液的分泌及平衡，并与各种脑部疾病的病理过程及其所造成的水肿密切相关。

调控水通道蛋白的表达可以减轻各种脑部疾病造成的病理损伤和阻止脑水肿的形成，这为临床治疗脑部疾病提供了新的思路和方法。

本文就水通道蛋白与脑部疾病的关系的研究进展作一综述。

关键词：水通道蛋白；脑水肿；脑缺血；脑肿瘤中图分类号：收稿日期：２０１０－０１－１４作者简介：杨青松（１９８５－），男，硕士生，通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｓｙａｎｇ１８０＠１６３．ｃｏｍ；刘露（１９８５－），女，硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｉｃｅｂｅａｓｔ＠１６３．ｃｏｍ；蔡翔君（１９８９－），女，硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｉｘｉａｎｇｊｕｎ１＠１６３．ｃｏｍ水通道蛋白（ａｑｕａｐｏｒｉｎ，　ＡＱＰ）是一组参与跨细胞水转运的膜通道蛋白。

１９８８年Ａｇｒｅ［１］在人类红细胞上发现了第一个水通道蛋白，之后成功在非洲爪蟾卵母细胞表达系统中证实了它具有水转运功能。

水通道蛋白的分子量约为３０　ｋＤａ，属膜嵌入蛋白（ｍａｊｏｒｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎ，　ＭＩＰ）家族成员，结构中含有天冬酰胺－脯氨酸－丙氨酸（ａｓｐａｒａｇｉｎｅ－ｐｒｏｌｉｎｅ－ａｌａｎｉｎｅ，　ＮＰＡ）重复序列，后者是ＭＩＰ的特征性序列，决定着水的选择性通透作用。

近年来，已经在哺乳类动物组织中鉴定出了１３种水通道蛋白（ＡＱＰ０￣ＡＱＰ１２），它们主要存在于哺乳动物的上皮细胞、内皮细胞和其他组织中［２］；其中有６种是在中枢神经系统中表达，包括ＡＱＰ１、ＡＱＰ３、ＡＱＰ４、ＡＱＰ５、ＡＱＰ８和ＡＱＰ９。

水通道蛋白水通道- 从原子结构到临床医学生物膜的透水性在生理学上是一个长期存在的问题,但负责此类蛋白质的蛋白质仍然未知，直到发现水通道蛋白1（AQP1)水通道蛋白。

AQP1由渗透梯度驱动的水选择性渗透.人类AQP1的原子结构最近被定义。

四聚体的每个亚基含有允许水分子单文件通过但中断氢键通过质子所需的单独水孔.已经鉴定了至少10种哺乳动物水通道蛋白，并且它们被水(水通道蛋白）或水加甘油（水甘油聚糖)选择性渗透。

表达位点与临床表型密切相关，从先天性白内障到肾源性尿崩症。

在植物，微生物，无脊椎动物和脊椎动物中发现超过200个水通道蛋白家族成员，并且它们对这些生物体的生理学的重要性正在被揭开。

在20世纪20年代发现脂质双层提供了当沐浴在较低或较高pH或含有毒性浓度的Ca2 +或其他溶质的细胞外液中时细胞如何维持其最佳细胞内环境的解释。

从1950年代开始发现离子通道，交换剂和共转运体为溶质的跨膜运动提供了分子解释。

然而,长期以来，假定水的输送是由于通过脂质双层的简单扩散. 来自具有高膜渗透性的多个实验系统的观察,例如两栖膀胱和哺乳动物红细胞,表明通过脂质双层的扩散不是水跨越膜的唯一途径。

虽然提出了各种解释,但直到10年前发现AQP1才能知道分子水—特异性转运蛋白（Preston 等,1999）.现在人们普遍同意扩散和通道介导的水分运动都存在. 通过所有生物膜以相对较低的速度发生扩散. 水通道蛋白水通道发现于上皮细胞的一部分10至100倍的水渗透能力。

值得注意的是，水通道蛋白水通道的选择性非常高，甚至质子(H3O +）被排斥。

在大多数组织中,扩散是双向的，因为水进入细胞并从细胞释放，而水通道蛋白介导的体内水流则由渗透或液压梯度引导。

扩散的化学抑制剂是未知的，扩散发生在高Ea（Arrhenius活化能）。

相比之下,大多数哺乳动物水通道蛋白受汞的抑制，Ea等同于大量溶液中水的扩散（〜5 kcal mol_1）。

水通道蛋白与肺水肿的研究进展刘洋;王月兰;宋秀梅【期刊名称】《临床麻醉学杂志》【年(卷),期】2011(27)11【摘要】水的跨细胞膜转运感受渗透浓度的变化.肺组织内血气屏障的存在保证了肺内气体交换、肺内液体平衡及循环代谢,以维持肺组织内环境的稳定.当由于各种原因造成肺水屏障受损,肺内液体产生过多,如胸膜渗出、心衰等,由渗透压力改变所驱动的水的快速清除变成了预防肺水肿发生的重要措施.1988年Agre发现了整合膜蛋白28 (CH IP28)后命名为水通道蛋白1 (Aquaporin 1,AQP1),此后逐渐发现了 12种水通道蛋白.AQPs是一组与水通透性有关的细胞膜转运蛋白,它的发现在分子水平揭示了水跨膜转运调节的基本机制.各种肺损伤常伴有肺水肿的发生,而肺水肿以肺泡和肺间质内液体积聚为特点,发生时必然伴有水转运紊乱及AQPs质或量的改变,因此充分认识水通道蛋白与肺水肿的关系对临床治疗肺损伤具有重要意义.【总页数】2页(P1139-1140)【作者】刘洋;王月兰;宋秀梅【作者单位】250012济南市,山东省干佛山医院麻醉科;250012济南市,山东省干佛山医院麻醉科;250012济南市,山东省干佛山医院麻醉科【正文语种】中文【相关文献】1.水通道蛋白与肺水肿关系的研究进展 [J], 李玉梅;戴春来;李恒;严超英2.水通道蛋白4和 P65在肠道病毒71型感染合并神经源性肺水肿脑与肺组织的表达及意义 [J], 何珍;郑伟华;欧维琳;唐芳;晏兰;钟涛;李雄3.水通道蛋白的功能及水通道蛋白4与脑水肿关系的研究进展 [J], 顾永锋;刘文忠4.血管内皮生长因子和水通道蛋白在肺水肿中的表达分析 [J], 刘永浩5.血管内皮生长因子和水通道蛋白在肺水肿中的表达探讨 [J], 王雪倩;陈永利;严鹏;宋晓菲;王晓景;徐凤娟;高月彩;刘荣格因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水通道蛋白1在休克肠淋巴液介导器官损伤中的作用摘要：水通道蛋白1（aquaporin 1，AQP1）是重要的跨膜水通道蛋白，在水分子在生物内外的运输和调节中起关键作用。

近年来的研究表明，AQP1在休克肠淋巴液介导器官损伤中发挥着重要作用。

休克肠淋巴是在机体应激状态下分泌的一种具有独特物质组成的淋巴液，可引起多种细胞的活性氧产生，导致氧化应激反应的发生，进而引起器官损伤。

本文将详细阐述AQP1在休克肠淋巴液介导器官损伤中的生理功能和机制，探讨其在临床治疗中的应用前景。

关键词：水通道蛋白1；休克肠淋巴液；介导器官损伤；生理功能；应用前景水通道蛋白1（aquaporin 1，AQP1）是水通道家族中的一员，主要分布在内皮细胞、基质细胞、胶质细胞、淋巴导管等组织和器官中，其主要功能是在细胞膜上媒介水分子通过细胞膜的运输和调节。

AQP1在水分子的吸收、分泌、运输等过程中，发挥着重要作用。

近年来，越来越多的研究表明，AQP1在休克肠淋巴液介导器官损伤中发挥着重要作用。

休克肠淋巴是一种特殊的淋巴液，是在机体应激状态下分泌的，具有独特的物质组成。

休克肠淋巴对于机体的正常生理功能和维持体内平衡有着十分重要的作用。

休克肠淋巴的过度分泌，可引起多种细胞的活性氧产生，导致氧化应激反应的发生，引起器官损伤。

AQP1与休克肠淋巴介导器官损伤的关系的研究主要围绕其生理功能和机制展开。

研究表明，在休克状态下，AQP1的表达水平明显上调，通过合适调节其表达水平，可减轻休克肠淋巴介导的器官损伤。

此外，还发现，在AQP1水平下调的条件下，可加剧休克肠淋巴介导的器官损伤。

当前，对于AQP1在休克肠淋巴介导的器官损伤中的应用前景的研究日益增多。

研究人员在AQP1的基础上进行了相关治疗的研究，取得了一些良好的临床治疗效果。

尽管AQP1的应用前景十分广阔，但相关的治疗机制仍需要进一步地研究和探讨。

总之，本文通过阐述AQP1在休克肠淋巴液介导器官损伤中的生理功能和机制，为研究人员提供相关治疗的思路和前景，为临床治疗提供有益的参考近年来，对于AQP1在休克肠淋巴液介导器官损伤中的作用和机制的研究不断加深。

“水通道蛋白”的有关高考题及分析高橼【期刊名称】《中学生物教学》【年(卷),期】2015(0)20【摘要】人教版高中《生物·必修1.分子与细胞》第4章介绍了细胞的渗透吸水和失水,以及水的跨膜运输。

水是如何进出细胞的?教材正文部分描述为自由扩散。

而教材"科学前沿"栏目又提到"水通道蛋白",近两年的高考题也考查了水分子通过水通道蛋白进出细胞,很多学生对此感到迷惑。

1自由扩散自由扩散是物质从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧的扩散,不需要载体也不消耗能量。

【总页数】1页(P58-58)【关键词】水通道蛋白;渗透吸水;跨膜运输;科学前沿;消耗能量;正文部分;高考题;人教版;红细胞膜;脂溶性物质【作者】高橼【作者单位】安徽省合肥八中【正文语种】中文【中图分类】G634.91【相关文献】1.血清水通道蛋白4-IgG抗体阳性患者水通道蛋白4基因多态性分析 [J], 邱伟;李蕊;徐文;龙友明;黄建华;麦卫华;戴永强;孙晓勃;陈莹2.水通道蛋白1和水通道蛋白5在肺爆震伤肺水肿中的敏感性和特异性分析 [J],卢琪珏;李春光;张冠鑫3.血清簇集蛋白、水通道蛋白4、载脂蛋白H与2型糖尿病患者认知功能障碍的相关性分析 [J], 王静;罗怡;斯洁骊4.106例抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白免疫球蛋白G抗体阳性与抗水通道蛋白4免疫球蛋白G抗体阳性视神经炎患者临床特征比较及预后因素分析 [J], 孔秀云;王佳伟;景筠5.极后区综合征在水通道蛋白-4-免疫球蛋白G阳性视神经脊髓炎谱系疾病中的多中心临床分析 [J], 李珍花;栗静;石亚玮;陈合成;马国平;彭玮;龚海燕;武国德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。