脑水通道蛋白的分布、功能及调控机制

背景：在哺乳动物脑中主要表达的水通道蛋白是水通道蛋白1、水通道蛋白4和水通道蛋白9,其他的仅为零星表达。目前国内外尚未见到系统分析维持脑正常生理功能的水通道蛋白分布、功能及其调节机制的综述报道。 目的：综述近年国内外维持脑正常生理功能的水通道蛋白分布、功能及其调节机制的研究进展。 方法：应用计算机检索1980年1月至2013年7月PubMed数据库、中国期刊全文数据库有关脑正常生理功能维持中水通道蛋白分布、功能及其调节机制的文章,英文检索词＂AQP1, AQP4,AQP9, function, brain, adjusting mechanism＂;中文检索词＂水通道蛋白,功能,脑,调节机制＂。共检索到163篇相关文献,85篇文献符合纳入标准。 结果与结论：近年来,有大量学者对脑水通道蛋白的表达、功能及其调节机制进行了较深层次的研究,具体归纳为如下3个方面：①水通道蛋白1主要表达于脑室脉络丛参与脑脊液的形成;在其他类型的细胞中,气体小分子CO2,NO,NH3 及O2也可通过水通道蛋白1。②水通道蛋白4主要表达在胶质细胞足突、胶质界膜以及室管膜中,帮助水进出脑组织,并加速胶质细胞迁移及改变神经活动。③水通道蛋白9主要分布于星形胶质细胞及儿茶酚胺等神经元中,主要功能是参与脑内能量代谢。水通道蛋白被认为是对脑中水运输提供关键路径的主要水通道,有关水通道蛋白分布、功能及调控机制的研究对于攻克脑相关疾病起重要作用。水通道蛋白在维持脑正常生理及相关疾病中表达的调节机制尚未明晰,相关分子信号通路尚待更加深入、系统地研究。     

水通道蛋白-4与脑水肿关系的研究

水通道蛋白(AQPs)是近年来研究水液代谢疾病的热点,水通道蛋白-4(AQP4)是美国科学家Agre教授于1994年分离发现的[1],它是水通道蛋白家族的一个成员.迄今为止,已从哺乳动物组织中鉴定中13种AQPs[2].脑组织中的AQP主要为AQP4.AQP4是分布于脑组织中的主要水通道蛋白.     

水通道蛋白1与麻醉相关研究进展

正水通道蛋白家族(AQPs)是一组对水有高度选择性的膜通道蛋白,它们在哺乳动物的组织和器官中广泛分布,至今已发现13种(AQP0-AQP12),其中水通道蛋白1(AQP1)[1]是最早被发现且目前研究最深入的水通道。目前已发现许多麻醉药物对机体重要器官的保护作用与AQP相关,本文就其与AQP1的研究进展进行综述。     

水通道蛋白在肿瘤细胞中的表达及意义

目的探讨水通道蛋白AQP1-AQP9,AQP11及AQP12在多种肿瘤细胞系中的表达并探讨其意义。方法利用RT-PCR方法对小鼠乳腺癌细胞系4T1、mmt和lewis肺癌细胞系(LLC)表达水通道情况进行初步分析。结果4T1细胞表达AQP5、AQP7及AQP11,AQP5只有少量表达,后两者表达水平较高;在lewis肺癌(LLC)中有AQP7,AQP8及AQP11表达,其中AQP7和AQP11表达较高;在mmt细胞中AQP3、AQP4、AQP7及AQP11均被检出有表达,AQP7表达程度较高。结论肿瘤细胞表达水通道蛋白是一普遍现象,可能与肿瘤细胞易转移和高度增殖等特性有关。深入研究水通道蛋白在肿瘤细胞增殖及迁移中的作用,将为肿瘤的发生、发展及转移提供新的机理。     

AQP4与脑水肿

水通道蛋白(AQPs)广泛分布于机体不同组织器官中,脑组织中的水通道蛋白主要为AQP4。AQP4蛋白主要在星型胶质细胞和室管膜细胞内表达,尤其在于毛细血管和软脑膜直接接触的胶质细胞上及血管周表达丰富,AQP4的分布特点与其功能密切相关,可能是脑脊液重吸收、渗透压调节、脑水肿形成等生理、病理过程的分子生物学基础。研究AQP4可为脑水肿及水代谢疾病提供分子水平的理论依据,同时为临床治疗脑水肿及水代谢疾病提供一种新途径。     

肺水通道蛋白与慢性阻塞性肺疾病

<正>20世纪90年代初发现第一个水通道蛋白AQP1(aquaporin1),自此越来越多的水通道蛋白被发现,并且对水的跨膜转运有了新的了解和认知[1]。目前在哺乳动物体内体内发现的水通道蛋白有13种之多,AQP0-12[2]。而在肺组织中主要分布的有AQP1、AQP3、AQP4及AQP5,并且他们在肺水转运中起着不可或缺的作用,近年来的研究表明:肺水通道的异常表达与慢性阻塞性肺疾病的气道炎症、气道黏液高分     

大鼠脑外伤诱导反应性星形胶质细胞表达水通道蛋白1和水通道蛋白9

目的 研究水通道蛋白1(AQP1)和水通道蛋白9(AQP9)在大鼠自由落体脑损伤后的表达变化以及与脑水肿的关系.方法 复制大鼠自由落体脑损伤模型,在外伤后1 h、6 h、24 h、48 h和168 h用干重-湿重法测定损伤侧脑组织水含量,利用免疫组化染色和Western印迹法检测AQP1和AQP9表达的变化.结果 脑外伤后损伤侧脑组织水含量增加,24 h达高峰,168 h接近恢复.脑外伤后6 h损伤周围出现AQP1和AQP9免疫染色阳性的星形胶质细胞,外伤后24 h免疫染色阳性细胞数最多,且损伤周围处血管内皮细胞AQP1表达异常增加.结论 脑外伤诱导AQP1和AQP9的表达,共同参与脑水肿的发展过程.     

水通道蛋白亚型1-5在鼠鼻粘膜中表达及意义

目的 检测水通道蛋白（water channel protein；Aquaporin AQP）不同亚型在大鼠鼻粘膜组织中的分布及各亚型的组定位。探讨其组织水代谢障碍所致疾病的发生机制。方法 取20只成年Wistar大鼠，3％戊巴比妥钠腹腔麻醉，即刻取鼻粘膜组织，4％多聚甲醛固定，石蜡包埋。应用免疫组织化学技术检测鼻粘膜组织中水通道蛋白1、2、3、4、5的分布情况。结果 AQP1、4为1：1000，AQP3为1：300，AQP5为1：400的抗体浓度可以观察到它们在鼻粘膜组织不同部位稳定、清晰的染色反应。但AQP2使用1：50也未观察到染色，AQP1在基底膜反应清晰，AQP3在腺体内导管及胞浆被标记，AQP4在被覆上皮细胞膜、血管内皮表达清晰，AQP5在纤毛，浆液细胞胞浆广泛表达。结论 水通道蛋白1、3、4、5广泛分布在鼻粘膜不同部位，当某种水通道蛋白亚型表达出现异常时，可能会成为导致组织发生水代谢异常疾病的重要原因之一。     

水通道蛋白与脑水肿

水能道蛋白(AQPs)是一组具有高度选择性的水通道特异蛋白家族,其中分布于脑部的主要为AQP4,AQP4是胶质细胞与细胞间液、脑脊液以及血管之间的水调节和运输的重要结构基础,参与了各种原因如创伤、中风、脑肿瘤等所致的脑水肿的形成以及癫痫的发生,对AQP4在脑水肿中的形成机制的作用研究有望为临床脑水肿的治疗开辟新的途径。     

原发性肾病综合征患者尿内水通道蛋白1、2水平的研究

肾病综合征引起水钠潴留的分子机制尚不完全清楚,研究表明,肾脏水通道蛋白表达及其调节机制的异常是肾病综合征时水钠潴留的重要作用之一。水通道蛋白1(AQP1)和水通道蛋白2(AQP2)在体内与肾脏调节水重吸收密切相关,既往研究证实,肾脏AQP2蛋白可脱落或分泌于小管腔而随尿液排出,     

视神经脊髓炎的研究进展

视神经脊髓炎(NMO)是一种累及视神经和脊髓的脱髓鞘免疫性疾病。NMO区别于多发性硬化(MS)亚型的特异性标志物是NMO-IgG,即抗水通道蛋白4(AQP4)抗体。AQP4 主要分布于中枢神经系统,参与胶质细胞与脑脊液、血液之间水的调节。NMO-IgG与AQP4 结合激发免疫反应导致病灶中AQP4 蛋白显著减少甚至丧失是NMO病理机制。     

肺水通道蛋白与肺疾病

水是生物机体细胞的主要成分,细胞摄取和排出水分是生命最基本地的活动之一。长期以来,人们普遍认为细胞内外的水分子是以简单的跨膜扩散方式来通过脂质双层膜,但某些细胞如红细胞、肾近曲小管上皮细胞对渗透压引起的水通透性很高,很难单纯以弥散来解释。Agre(1991年)及其同事完成了第一个水通道蛋白的cDNA的分子克隆和功能鉴定,证实了在哺乳动物的细胞膜上存在特异转运水的通道-水通道蛋白(Aquaporin),近年来逐渐鉴别了有关AQP家族,从而使水代谢的研究进入了一个新的阶段。目前已鉴定出6种肺水通道蛋白,其中AQP1、AQP3、AQP4、AQP5…     

水通道蛋白4在中枢神经系统疾病中的研究进展

水通道蛋白(aquaporins, AQPs)是一跨膜蛋白家族,主要调节体内水的转运,AQP4是水通道蛋白家族成员,在中枢神经系统主要表达于星形胶质细胞终足。近年来,AQP4在多种神经系统疾病发生发展中的作用机制备受关注,通过深入研究AQP4在中枢神经系统疾病中的变化,有助于在分子层面阐明疾病的发生机制,从而为中枢神经系统疾病的诊疗提供新的思路和方法。     

肝胆系统水通道蛋白研究进展

水通道蛋白(aquaporin,AQP)是广泛存在于原核和真核生物膜上介导选择转运水分子的一族特异孔道,生物膜之间水的快速被动转运.Agre等于1988年在红细胞膜发现一种28kDa的疏水性膜内在蛋白,后又完成了其cDNA克隆,构建于蛋白磷脂体内,通过活化能及渗透系数的测定以及抑制剂敏感性等研究,证实其为水通道蛋白,即AQP1.     

星形胶质细胞AQP9在高渗液中的表达变化

目的 研究星形胶质细胞水通道蛋白-9(aquaporin-9,AQP9)在高渗培养液中的表达变化及AQP9在高渗性脱水中的作用.方法 取生后2 d的新生Wistar大鼠大脑皮层进行星形胶质细胞纯培养,分别予不同程度的高渗堵养液作用于细胞,建立星形胶质细胞对高渗液反应的实验模型.通过免疫细胞化学和PT-PCR方法研究星形胶质细胞对高渗液的反应及AQP9mRNA和蛋白的表达变化.结果 星形胶质细胞经渗透压为320、333 mmol/L的培养液作用3、6、12、24 h后,AQP9 mRNA和蛋白的表达均显著高于对照组(P<0.05),尤以作用6 h后较明显,而且AQP9 mRNA和蛋白的表达呈显著正相关(r>0.7971,P<0.01).结论 高渗引起AQP9基因表达上调,AQP9在高渗性脱水的早期可能起到重要的代偿作用.     

水孔蛋白1与腹膜透析超滤的关系

水孔蛋白1（AQP1）是最早发现的水通道蛋白,其分布及分子结构确保了对水的精确选择性,符合计算机模拟腹膜＂三孔模型＂中超小孔的特征。超滤衰竭（UFF）是长期腹膜透析（PD）的一种并发症,是引起PD失败的主要原因之一。研究发现AQP1可介导PD时50%的超滤（UF）,其表达或功能降低可能与UFF有关。因此,研究AQP1与腹膜透析超滤的关系具有重要临床意义。     

Aquaporin-1蛋白在缺血心肌中表达变化及其与心肌水肿的关系

目的: 在动物心肌梗塞模型中探讨心肌缺血状态下心肌细胞膜水通道蛋白Aquaporin-1的变化趋势及其与心肌水肿的联系.方法: 采用抗AQP1特异性免疫组化考查AQP1在心肌组织中的分布特点;以Real-time PCR及Western blotting了解在缺血状态下心肌组织AQP1基因转录及蛋白表达的动态变化趋势;采用Evan'blue 定量测定法了解缺血心肌组织中毛细血管通透性的变化及用心肌水含量测定法了解缺血心肌的水肿程度.结果: AQP1在心肌中存在着广泛分布,并主要分布于心肌的血管及心肌细胞膜.缺血造成AQP1在心肌的转录及蛋白表达呈现先减后增的趋势;缺血后心肌水肿程度存在着双峰样变化趋势而且AQP1蛋白的表达增加的时间特征上与缺血后的第二个水肿高峰的变化趋势相一致.结论: AQP1蛋白在心肌缺血后存在着先减后增的动态变化,AQP1蛋白的表达增加可能与部分地联系到缺血后的心肌水肿的形成.     

水通道蛋白8在人鼻息肉组织中的表达及意义

目的:探讨水通道蛋白8(AQP8)在人鼻息肉中的定位,分析其在该病变水代谢中的作用机制。方法:使用40例成人鼻息肉标本和20例正常下鼻甲标本,制备组织标本,采用SP免疫组织化学技术,检测AQP8蛋白在鼻息肉中的表达情况。结果:AQP8在血管壁及血管窦有较强表达,在腺体中也有表达。结论:AQP8主要分布在与水的运输及代谢有关的结构——血管壁及腺体,它在血管壁和血管窦的表达为鼻息肉形成提供了又一解释;AQP8在腺体的表达,提示它可能与腺体分泌异常有关。     

AQP水通道蛋白和脑水肿

头颅创伤、脑卒中及各种原因所致呼吸循环骤停均可引起脑水肿而危及生命。目前治疗主要局限于渗透性利尿或外科减压 ,尚少针对脑水肿形成机制方面的治疗。新近有研究显示 ,AQP水通道蛋白是大脑水转运的一个重要途径 ,它可能参与多种神经系统疾病中脑水肿的形成。现对大脑AQP水通道蛋白的表达与脑水肿形成的联系进行综述。1　AQP水通道蛋白家族生理学家很早就发现水分子通过多种细胞膜 (红细胞、肾小管 )的速度不能单用简单扩散来解释。过去几年中人们发现了水转运蛋白 -AQPs家族 ,它属于庞大的主体内在结构蛋白 (majorintrinsicprotein…     

水通道蛋白-4在正常兔脊髓内的分布研究

目的明确正常兔脊髓水通道蛋白-4（AQP4）的表达分布规律，为进一步研究脊髓组织中水分子的运输及平衡调节提供理论依据。方法采用免疫组化技术检测AQP4在兔脊髓内的表达分布。结果AQP4在灰质的分布明显多于白质，主要为神经胶质细胞的细胞膜着色，脊髓中央管周围、软脊膜以及血管周围呈极性分布，邻近蛛网膜下腔、毛细血管内皮细胞和神经元的胶质细胞突起表达非常丰富。结论AQP4在兔脊髓内具有广泛的表达并且呈极性分布，主要集中在与水分子转运关系密切的部位，表明AQP4在脊髓内主要参与脊髓水代谢的调节。