水通道蛋白4与脑水肿

水通道蛋白4(AQP4)是一种选择性水通透的内在膜蛋白,脑胶质细胞及室管膜上皮细胞上有大量AQP4表达。它是胶质细胞与脑脊液以及血管间的水调节和转运的重要结构基础,并通过缓冲机制参与细胞间隙中K+代谢的调节和利用,还可能参与调节血浆的渗透压和控制垂体加压素的分泌。磷酸化参与AQP4的调控,实验证明了AQP4在创伤,脑水肿形成过程中起着重要的调节作用,脑缺血、缺氧引起的颅内水肿与AQP4密切相关。     

水通道蛋白4与脑水肿的研究进展

水通道蛋白4(AQP4)是在脑高表达的一种水通道蛋白,主要表达于星形胶质细胞和室管膜细胞,尤其在与毛细血管和软脑膜直接接触的星形胶质细胞表达丰富,是控制水进出脑组织的通道。AQP4的功能和表达的失调与大脑功能障碍密切相关,包括脑水肿、脑积水、脑卒中、肿瘤、感染和癫痫等。本文综述了AQP4与脑水肿关系的研究进展。     

水通道蛋白4与脑水肿的研究进展

水通道蛋白4(AQP4)是一种脑内主要的水通道蛋白,它广泛表达于星形胶质细胞膜表面、室管膜细胞外侧基膜等部位。AQP4在脑内的这种分布特点表明,它对水进出脑组织起调节作用,在脑水肿形成和消除过程中都起重要作用,调节其在脑内的表达可以为脑水肿及水代谢疾病提供分子水平的理论依据,对脑出血、脑缺血、脑积水、肿瘤、颅脑外伤等疾病的治疗具有重要意义。     

水通道蛋白4与脑出血后脑水肿

脑水肿是影响脑出血后脑组织二次损伤的重要因素,目前对水通道蛋白4(AQP-4)在脑水肿中的作用有了一定的研究。AQP-4是广泛分布于中枢神经系统的介导脑组织中水分子流动最主要的水通道蛋白,与血脑屏障功能的完整性密切相关,在脑出血后表达增高,导致血脑屏障通透性和脑组织含水量增加,参与脑出血后脑水肿的形成,成为目前防治脑出血后脑水肿的新靶点。     

大鼠脑外伤诱导水通道蛋白4表达增强加重脑水肿

目的探讨大鼠外伤性脑水肿组织水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)的表达变化及其与血-脑脊液屏障(blood-brain barrier,BBB)通透性的关系。方法SD大鼠94只,用随机数字表法分为脑外伤组(包括脑外伤后1、6、24、48和168 h)、假手术对照组及空白组。复制大鼠自由落体脑损伤模型,用干质量湿质量法测定脑组织水含量,用IgG免疫组化染色法检测血-脑脊液屏障通透性的变化,用免疫组化染色法及Western blotting法检测神经胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)和AQP4蛋白的表达并进行图像分析。结果大鼠脑外伤后,损伤侧脑组织水含量较假手术组增加,6 h时差异有统计学意义,24 h达高峰。与假手术组比较损伤侧脑组织IgG漏出在外伤后1 h差异有统计学意义,6 h达高峰。免疫组化染色显示损伤周围处星形胶质细胞上AQP4的分布极性发生改变,不仅毛细血管周围的星形胶质细胞足突上AQP4表达增加,而且星形胶质细胞胞体亦出现AQP4表达。AQP4表达变化的时间与脑组织水含量变化一致,晚于IgG漏出的变化。损伤周围处GFAP在损伤后1 h～7d表达持续增强。结论大鼠脑损伤后先出现BBB通透性增加,并引起AQP4表达增加,二者均促进了脑水肿的发生。     

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。     

水通道蛋白AQP-4与脑水肿

水通道蛋白(Aquaporin,AQP)是影响水分子跨膜转运和调节细胞内外环境平衡的膜蛋白,AQP-4是脑内表达最多的AQP亚型,主要分布在脑胶质细胞、室管膜上皮细胞、液体腔隙(如血管、蛛网膜下腔和脑室)的接触面及血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)两侧,在水分子通过BBB过程中发挥重要作用.各种原因引起的脑水肿,包括脑梗死、脑出血、脑肿瘤、脑外伤等,AQP-4的表达均发生改变,且与脑损伤、脑水肿发生发展过程密切相关.脑出血后血肿周围AQP-4表达的升高多伴随有BBB通透性的破坏、神经功能缺损、水肿程度的加剧,AQP-4表达水平降低则可以延缓或阻止脑水肿形成.基于AQP-4与脑水肿形成和消除的关系,AQP-4及AQP-4表达调节剂可为脑水肿治疗药物的开发提供新的思路.     

大鼠创伤性脑水肿早期水通道蛋白 AQP-4的表达及意义

目的探讨水通道蛋白4（AQP-4）在大鼠创伤性脑水肿早期的表达及意义。方法按Feeney自由落体撞击法建立大鼠创伤性脑损伤（TBI）模型,用干／湿法测定大鼠TBI后不同时相脑组织含水量,并采用免疫组织化学方法检测脑组织AQP-4蛋白的表达．采用Western Blot方法对AQP-4蛋白进行半定量分析。结果TBI后48小时伤侧脑水肿达高峰,同时水通道蛋白AQP-4在大脑半球表达降低（P〈0．05）,损伤侧大脑半球伤后48小时降低最为明显（P〈0．01）。AQP-4的表达与脑组织水含量呈负相关。结论脑损伤后,AQP-4表达降低与脑水肿的形成密切相关。     

水通道蛋白-4在大鼠创伤性脑水肿中的表达及其意义

目的探讨水通道蛋白-4(AQP4)在大鼠创伤性脑水肿形成过程中的表达变化及其意义。方法选择健康成年Wistar大鼠随机分为实验组(n=60)和对照组(n=15),实验组采用改进的Feeney氏法,造成大鼠右侧大脑半球局部脑损伤;对照组仅切开头皮,不造成大鼠脑损伤。分别进行脑组织形态学观察、脑含水量检测、免疫组织化学方法检测各组AQP4的表达水平。结果实验组72h病灶区域脑组织含水量百分率[(80.18±0.55)%较对照组(78.10±0.52)%]高(P<0.05)。实验组1、3h AQP4平均吸光度值(0.210 0±0.029 4、0.186 0±0.016 5)较对照组(0.143 3±0.053 8)高(P<0.05)。结论在脑创伤早期,AQP4强烈表达,可能与脑创伤后的应激反应有关。在脑创伤后期,由于AQP4表达呈下调趋势,其活性降低,出现混合性脑水肿。     

水通道蛋白-4在小鼠脑水肿早期中的表达

目的研究小鼠脑缺血性损伤后脑水肿早期水通道蛋-4(AQP-4)表达水平变化的趋势及其与脑水肿的关系。方法取健康雄性昆明小白鼠90只,随机分为实验组和对照组。用线栓法建立小鼠局灶性脑缺血损伤模型,于造模后6、12、24、48和72 h处死取脑,进行脑组织的含水量、免疫组化和Western blot检测。结果造模后12h与对照组比较,栓塞侧含水量显著增加(P<0.05)。免疫组织化学染色显示,AQP-4在脑组织水肿区域的表达增强。经Western blot分析,AQP-4的表达量在水肿脑组织中增加,造模后6h与对照组比较即有显著增加(P<0.05),72h仍然高于对照组(P<0.01),并且表达量的变化与脑组织含水量变化趋势一致。结论在小鼠脑缺血损伤后,脑水肿早期AQP-4表达量增强的区域位于水肿区。脑组织缺血缺氧损伤后AQP-4表达上调,受损神经元和胶质细胞,细胞膜上过多地表达了AQP-4,从而产生更多的水通道,促进了脑水肿的形成。     

大鼠脑缺血再灌注后水孔蛋白4表达的研究

目的:探讨水孔蛋白4(AQP-4)在脑缺血再灌注后的表达及意义.方法:采用线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞(MCAO)模型,分别于缺血再灌注后12,24,48,72,120,168 h的6个时相点用免疫组化方法观察大鼠模型缺血区AQP-4的表达,并与假手术组和正常组比较.结果:正常组和假手术组不同时相点均无AQP-4的表达;缺血再灌注组12 h在缺血周边区神经胶质细胞上有较弱表达,24h表达增强,48～120 h达到高峰,168 h后AQP-4持续表达.结论:脑缺血再灌注时缺血区域有AQP-4表达,AQP-4表达可能是脑缺血再灌注损伤的机制之一.     

水通道蛋白基因4在子痫前期模型大鼠脑组织中的表达

目的研究水通道蛋白基因4(AQP4)在子痫前期模型鼠脑组织中的表达变化。方法成年SD大鼠分为PE模型组(7只)通过尾静脉注射内毒素(1μg/kg)的方法建立,正常妊娠组(6只)和非孕组(12只)注射等量生理盐水。应用免疫组化和Westernblot检测各组大鼠海马区AQP4的表达水平。结果妊娠第19日PE模型组大鼠血压(135±9)mmHg明显高于正常妊娠组(116±8)mmHg和非孕组(112±6)mmHg(P<0.02);PE模型组尿蛋白(3.8±0.5)水平明显高于正常妊娠组(2.6±0.6)和非孕组(2.3±0.4)(P<0.05)。免疫组化结果显示AQP4集中分布在脑内血管壁,Western-blot灰度分析提示子痫前期大鼠海马组织中AQP4蛋白的表达水平(41.7±4.2)明显高于正常妊娠组(26.3±5.3)和非孕组(9.2±2.1)(P<0.01)。结论 AQP4在子痫前期模型大鼠脑组织中表达上调,可能与子痫发病有关。     

急性肝性脑病大鼠脑水肿与脑水通道蛋白-4的相关性

目的 探讨水通道蛋白-4(AQP4)在急性肝衰竭肝性脑病与脑水肿的相关性。方法 采用硫代乙酰胺(TAA)腹腔注射制备急性肝衰竭肝性脑病大鼠模型。将健康雄性SD大鼠随机分为对照组8只和模型组24只,其中模型组根据造模后处死大鼠时间不同,分为24、48、60h组。观察大鼠一般情况,评估HE等级,测定血浆丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、总胆红素和血氨,观察肝组织病理学,检测脑含水量和脑组织AQP4（包括蛋白和mRNA）表达水平。结果 模型组大鼠表现出典型肝性脑病症状,随着造模后观察时间延长,HE等级进行性升高,肝脏生化和血氨水平较对照组显著升高(P＜0.05),肝组织病理变化与对照组差异有统计学意义。脑含水量和AQP4表达水平（包括蛋白和mRNA）明显高于对照组(P＜0.05),并且AQP4蛋白和mRNA表达水平分别与脑含水量呈正相关(r =0.536,P＜0.01;r=0.566,P=0.01)。结论 急性肝衰竭肝性脑病大鼠脑水通道蛋白-4(AQP4)表达与脑水肿密切相关,因此AQP4是急性肝衰竭肝性脑病脑水肿发生发展的重要分子机制之一。     

七氟醚与大鼠缺血性脑水肿脑组织内水通道蛋白4表达的影响

目的探讨七氟醚对大鼠缺血性脑水肿脑组织中水通道蛋白4（AQP4）表达的影响。方法选择健康SD大鼠90只,随机分为三组：假手术组、大脑中动脉栓塞（MACO）组、七氟醚预处理组,每组各30只;各组分别按术后6、24、48 h 3个时间点分为3个亚组,每个亚组各10只。分别在术后6、24、48 h检测脑组织含水量,采用RT-PCR检测脑组织中AQP4 mRNA基因表达。结果①MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4mRNA光密度积分均高于假手术组,差异有统计学意义（P〈0.05）;七氟醚预处理组术后6、24、48 h的AQP4mRNA光密度积分[（1.2743±0.0460）、（1.3454±0.0450）、（1.4443±0.0740）分]均高于MACO组[（1.4385±0.0540）、（1.5370±0.0580）、（1.6489±0.0940）分],差异有统计学意义（P〈0.05）。②MACO组及七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量均高于假手术组,差异有统计学意义（P〈0.05）;七氟醚预处理组术后6、24、48 h的脑组织含水量[（75.8±6.8）%、（77.6±8.9）%、（76.3±6.4）%]均低于MACO组[（78.4±6.5）%、（80.1±7.6）%、（83.4±7.2）%],差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论脑水肿形成与AQP4的表达有密切关系,七氟醚对脑组织内AQP4的基因表达有抑制作用,进而抑制脑水肿的发展。     

水通道蛋白4在高原脑水肿大鼠脑组织中的表达变化及意义

[目的]探讨水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)与高原脑水肿之间的关系.[方法]制作大鼠高原缺氧损伤模型,测脑组织含水量,采用RT-PCR、免疫组织化学、Western blotting技术测定脑组织缺氧损伤24 h后AQP4 mRNA和蛋白表达变化.[结果]缺氧损伤后,脑组织含水量增加,水肿明显;HE染色显示部分神经元肿胀或浓缩;缺氧24 h后,AQP4 mRNA和蛋白表达量均明显增加(P＜0.05).[结论]AQP4在高原缺氧脑水肿的形成过程中可能发挥了重要作用.     

利开灵对脑出血后大鼠脑水肿水通道蛋白-4表达的影响

目的 研究利开灵对脑出血后脑水肿的保护作用及可能的作用机制,进而探讨开通玄府、利水解毒法在脑出血后脑水肿中的作用.方法 采用Rosenberg法改良后建立胶原酶诱导大鼠脑出血模型(n=9),造模后每隔12 h给予利开灵浓煎剂灌胃,于12、24、48、72 h每组3只灌注固定后取大鼠脑组织做常规HE染色,观察各组大鼠病理...     

蛋白激酶C对氯化铵上调大鼠脑星形胶质细胞AQP-4表达的影响

目的：研究经氯化铵处理的大鼠脑星形胶质细胞水通道蛋白-4（AQP-4）的表达情况和蛋白激酶C（PKC）对AQP-4表达的调节作用.方法：取出生1～2d的SD大鼠大脑皮质,原代培养星形胶质细胞.将培养的细胞随机分为对照组,用等量培养基培养24h;NH4CL组,用终浓度为5mmol/L氯化铵培养6,12,24,48h;DMSO组：用10g/L二甲基亚砜（DMSO）预处理30min,余处理同NH4CL组;TPA组：蛋白激酶C激动剂TPA（1μmol/L）预处理30min,余处理同NH4CL组;RT组：蛋白激酶C拮抗剂Ro31-8220（1μmol/L）预处理30min后,余处理同TPA组.用光学显微镜观察细胞的形态学变化,用WesternBlot法检测各组细胞AQP-4的表达情况.结果：AQP-4表达量NH4CL组与DMSO组分别为（0.69±0.03）,（0.67±0.03）,与对照组相比较分别增加约90%,87%,细胞肿胀明显,差异显著（P〈0.05）;而NH4Cl组与DMSO组组间差异不显著;TPA组AQP-4表达量（0.40±0.02）与NH4CL组相比较,降低约41%（P〈0.05）;RT组AQP-4表达量（0.68±0.02）与TPA组相比较,明显增加,而与NH4CL组相比较差异无统计学意义.结论：经5mmol/L氯化铵处理的星形胶质细胞其AQP-4的表达明显增加,而PKC的激活能下调AQP-4的表达.     

红景天苷对大鼠缺血性脑水肿的影响

目的研究红景天苷(salidroside)对水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)在大鼠缺血性脑组织中表达的影响。方法采用线拴法制作大鼠局灶性脑缺血模型,实验分为模型组、假手术组、红景天苷组。通过光镜技术观察各组别脑水肿区的病理变化,干湿质量法检测脑含水量,采用原位杂交、免疫组化方法观察AQP4及其mRNA在脑组织中的表达,硫代巴比妥酸法和定磷法测定缺血脑组织中丙二醛(MDA)、Na ,K -ATPase活性。结果缺血后模型组的细胞及血管周围间隙明显扩大,部分细胞坏死,神经胶质细胞增生;大鼠穹隆下器官、脉络丛、大脑皮质、视上核、海马等部位AQP4及其mRNA的表达上调,48～72 h达峰值;脑组织含水量亦在72 h达高峰。红景天苷组脑组织形态结构无明显改变,脑组织含水量、MDA水平、AQP4及其mRNA的表达明显低于模型组;而Na ,K -ATPase活力明显高于模型组。结论红景天苷可抑制缺血性脑水肿组织中AQP4及其mRNA的过表达,防止脑水肿的发生。     

Ammonia induces upregulation of aquaporin-4 in neocortical astrocytes of rats through the p38 mitogen-activated protein kinase pathway

Background Astrocyte swelling is an important consequence of hepatic encephalopathy, and aquaporin-4 has been reported to play a vital role in this swelling. Ammonia causes astrocyte swelling and is also known to modulate aquaporin-4 expression in the astrocyte foot processes. The purpose of this study was to explore the mechanism of ammonia-induced aquaporin-4 expression, which has been suggested to involve the p38 mitogen-activated protein kinase pathway. Methods We exposed cultured astrocytes to ammonium chloride, an in vitro model of hepatic encephalopathy. The purity of cultured astrocytes was evaluated by fluorescent glial fibrillary acidic protein labeling; cell morphology was assessed by light microscopy; the expression of aquaporin-4, phospho-p38, and p38 were detected by Western blotting analysis. Statistical analysis was performed by one-way factorial analysis of variance, and the relationship between variables was calculated by linear regression using SPSS version 13.0 program for Windows （SPSS, Chicago, IL, USA）. Results The purity of cultured astrocytes was （96.6±1.4）%. Astrocytes swelled significantly when exposed to 5 mmol/L ammonium chloride for 24 hours as compared to non-exposed astrocytes. Co-treatment with 10 μmol/L SB203580 （an inhibitor of p38） attenuated the degree of ammonium chloride induced astrocyte swelling. Western blotting analysis revealed that the expression levels of phospho-p38 and aquaporin-4 in ammonium chloride treated cells were significantly increased relative to the control group （P 〈0.001）; SB203580 co-treatment inhibited the increased expression of phospho-p38 and aquaporin-4 relative to the ammonium chloride treated group （P=0.002 and P=0.015 respectively）. The phosphorylation of p38 and upregulation of aquaporin-4 were highly correlated （r=0.909）. There were no significant differences in total p38 expression among the groups （P=0.341）. Conclusions Ammonium chloride induced upregulation of aquaporin-4 in astrocytes is regulated by the p38 mitogen-activated protein kinase pathway. Inhibiting p38 activation prevented ammonium chloride induced aquaporin-4 protein upregulation.