水通道蛋白与脑部疾病

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1、《生命的化学》2010年30卷4期·632·●BiochemistryandMedicineCHEMISTRYOFLIFE2010，30(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，

2、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：水通道蛋白(aquaporin,AQP)是一组参与跨细胞干预等都有非常重要的医学价值。本文就水通道蛋水转运的膜通道蛋白。1988年Agre[1]在人类红细胞白在脑内的分布与功能及其与脑组织疾病的关系作上发现了第一个水通道蛋白，之后成功

3、在非洲爪蟾一论述。卵母细胞表达系统中证实了它具有水转运功能。水1.水通道蛋白在脑内的分布和功能通道蛋白的分子量约为30kDa，属膜嵌入蛋白(majorAQP在机体内分布的范围比较广泛，它们大多intrinsicprotein,MIP)家族成员，结构中含有天冬酰数选择性地分布在那些与体液吸收或分泌相关的皮胺-脯氨酸-丙氨酸(asparagine-proline-alanine,NPA)重细胞及可能协同跨细胞转运的内皮细胞中，执行着复序列，后者是MIP的特征性序列，决定着水的选各部位水分的重吸收、液体分泌和

4、细胞内外水平衡择性通透作用。近年来，已经在哺乳类动物组织中功能。鉴定出了13种水通道蛋白(AQP0~AQP12)，它们主要1.1水通道蛋白在脑内的分布存在于哺乳动物的上皮细胞、内皮细胞和其他组织研究表明，AQP1在中枢神经系统中主要集中中[2]；其中有6种是在中枢神经系统中表达，包括表达于侧脑室、第四脑室及第三脑室的脉络丛上。AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8和AQP9。AQPMobasheri等[3]采用组织芯片技术(tissuemicroarray对维持颅内渗透压及水电解质平衡，脑脊液

5、的分泌、technology)通过半定量对比的研究方法证实了AQP1重吸收及平衡发挥着重要作用，同时也参与脑血管在人脉络丛的表达量高于其他组织，这包括肾脏、病、脑缺血、颅内感染、脑肿瘤以及神经退行性疾肝胆管和胆囊等。在脉络丛上皮细胞中，AQP1表达病等多种疾病的脑水肿病理学过程。基于此特征，于面向脑脊液的顶质膜的微绒毛表面。研究水通道蛋白与脑疾病之间的关系对于脑水肿的AQP4是大脑的主要水通道蛋白，广泛的分布防治、脑缺血的治疗、脑肿瘤和神经退行性疾病的在软脑膜、室管膜、脉络丛及脑室周围等处。Venero

6、等[4]采用原位杂交技术显示了AQP4mRNA主要表达收稿日期：2010-01-14在室管膜细胞、脉络丛上皮、软脑膜细胞，同时在作者简介：杨青松(1985-)，男，硕士生，通讯作者，E-室旁核、视上核、下丘脑、海马、齿状回颗粒细胞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-层和小脑的蒲肯野细胞层均有显著的表达。mail：caixiangjun1@163.com正常情况下，AQP9在大

7、脑内的分布类似于《生命的化学》2010年30卷4期●生化与医学·633·CHEMISTRYOFLIFE2010，30(4)AQP4。不同的是，在培养的星形胶质细胞中可以检脑内水分过多积聚可导致脑水肿。脑水肿主要测到AQP9mRNA的表达。进一步研究发现，它也分是由脑创伤、脑出血、炎症、脑肿瘤及脑缺血等所布于星形胶质细胞的胞体和线粒体的内膜上。另外，引起的。脑组织肿胀，颅内压增高，引起缺血缺氧，含儿茶酚胺的神经细胞上也发现了AQP9的存在[5]。后果十分严重。近期研究表明，AQP4与脑水肿密切1.2水通道

8、蛋白在脑内的生理功能相关[12]。AQP4参与了脑缺血、神经退行性疾病、脑研究证实，AQP1与Na+-K+-ATP酶共同位于脑肿瘤、脑创伤、脑出血、及炎症所引起的一系列脑脉络膜上皮微绒毛的顶膜部位，这就显示它可能与水肿的病理过程。脑脊液的分泌有关，并参与调节水和离子的平衡[6]。2.2脑缺血据Moon等[7]研究表明，当系统性低钠时，AQP1介脑缺血时会发生血脑屏障的破坏，导致水和大导更多的水内流入脑导致颅内压升高和脑细胞死亡，分子物质经过