视神经脊髓炎与其特异性抗体——抗水通道蛋白4抗体(综述)
视神经脊髓炎与其特异性抗体——抗水通道蛋白4抗体(综述)
作者：梁松岚， 王维治， 梁庆成
作者单位：哈尔滨医科大学附属第二医院神经内科,黑龙江,哈尔滨,150086
刊名：
中国神经免疫学和神经病学杂志
英文刊名：CHINESE JOURNAL OF NEUROIMMUNOLOGY AND NEUROLOGY
年，卷(期)：2008,15(2)
参考文献(11条)
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本文读者也读过(10条)
1.王慧娟抗水通道蛋白-4抗体对MS与NMO鉴别诊断价值的研究进展[学位论文]2008
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本文链接：https://www.360docs.net/doc/988739864.html,/Periodical_zgsjmyxhsjbx200802010.aspx
视神经脊髓炎与其特异性抗体_抗水通道蛋白4抗体_综述_
收稿日期:2007 09 03;修订日期:2007 10 30 作者简介:梁松岚(1975 ),女(汉族),黑龙江省人,主治医师,在读博士。 王维治(1946 ),男,山东省人,教授(主任医师),博士生导师,主要从事神经内科临床及神经免疫学研究。通讯地址:哈尔滨医科大学附属第二医院神经科,哈尔滨150086。联系电话:(0451)89661609。E mail:lun ar0941@https://www.360docs.net/doc/988739864.html, 。(通讯作者) 视神经脊髓炎与其特异性抗体 抗水通道蛋白4抗体(综述) 梁松岚,王维治,梁庆成 (哈尔滨医科大学附属第二医院神经内科,黑龙江哈尔滨150086) 摘要: 视神经脊髓炎(NM O)是累及视神经和脊髓的脱髓鞘疾病。最近,它的特异性抗体 抗水通道蛋白4(A Q P4)抗体被发现。A Q P4主要分布于中枢神经系统(CN S),参与胶质细胞与脑脊液(CSF)以及血液之间水的调节和运输。NM O 患者的A Q P4蛋白显著减少甚至丧失,血液及CSF 中存在抗 A Q P4抗体。实验证实,抗 AQ P4抗体对NM O 的诊断具高度敏感性和特异性,其抗体滴度水平有助于判断疗效和预后。关键词:视神经脊髓炎;抗水通道蛋白4抗体 中图分类号:R744 5+2 文献标识码:A 文章编号:1006 2963(2008)02 0109 03 视神经脊髓炎(neur omyelitis optica,NMO )是一种严重的神经系统疾病,以视神经炎和横贯性脊髓炎为特征,可导致失明和截瘫。50%的患者患病5年内失去视觉功能,不能独立行走。以前曾认为NMO 是多发性硬化(MS )的一个亚型,其实两者在遗传背景、发病机制、病理改变等方面都存在不同。在治疗方面,NM O 主要应用免疫抑制剂治疗,免疫调节剂[干扰素、醋酸格拉太咪尔(g lati r am er acetate)]则推荐用于治疗M S [1] 。当严重进展性脊髓炎应用皮质醇治疗无效时,血浆交换对NMO 患者比对MS 患者更有益。但目前临床尚无特异性诊断标志物用于区分这两种疾病,许多以NMO 症状为早期表现的患者最终被诊断为M S,如能早期明确诊断则对改善NMO 和M S 预后非常有益。 最近,NMO 的疾病特异性血清抗体已被发现。Lenno n [2]等在NM O 患者血清中发现了一种称为NM O IgG 的自身抗体,可作为NMO 特异性的标志。它主要结合在病变的微血管、软脑脊膜、软脑脊膜下以及Virchow Ro bin 间隙(VRS)。NMO Ig G 作为NMO 的特异性自身抗体,它的靶抗原为水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4),这提示NMO 也是一种自身免疫性通道病。 1 水通道蛋白(AQP)基因的克隆和AQP4 蛋白的表达分布 AQP 广泛存在于动植物和微生物中。1991 年Ag re 完成了CH IP28的cDNA 克隆,并于次年成功地转染非洲蟾卵母细胞,显示了其选择性水通透的功能,即第一个水通道蛋白(AQP1)被克隆。迄今已发现11种水通道蛋白(AQP0 AQ P10)[3]。 AQP4是脑中重要的水通道蛋白,参与脑组织与血液、脑组织与CSF 间的水转运和渗透压调节。在CNS,AQP4主要存在于构成血 脑脊液屏障(BCB)的星形胶质细胞终足上,是星形胶质细胞质膜内在蛋白质。AQP4大量存在于视神经和脊髓,同时也遍及脑的各个部分。经免疫组化检测显示,在脑和脊髓接触毛细血管和软脑膜的星形胶质细胞终足上、下丘脑视上核胶质板、室管膜细胞的基底外侧膜均有AQP4的明显表达[4] 。血管周围的胶质细胞突起是水分子流动的主要部位。AQ P4通道可使水分子跨细胞膜移动,生理条件下AQ P4参与CSF 的形成和吸收,参与BCB 对水分子的转运调节,并调节细胞外间隙钾离子浓度;病理条件下,A QP4的表达发生变化,参与各种原因引起的脑水肿。 2 AQP4蛋白是NMO IgG 的特异性靶抗原 现已证实NM O Ig G 是NM O 相关疾病,包括复发型脊髓炎和复发性视神经炎的敏感和特异性标记。Lennon 等[1]运用间接免疫荧光法检测发现,NM O IgG 能与脑内软脑膜和微血管成分、肾髓质的集合管和胃黏膜壁细胞特异性结合,而且
水通道蛋白在肾脏纤维化中作用研究进展
Pharmacy Information 药物资讯, 2017, 6(2), 55-61 Published Online May 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/988739864.html,/journal/pi https://https://www.360docs.net/doc/988739864.html,/10.12677/pi.2017.62010 文章引用: 张旻澄, 李霁, 于锋. 水通道蛋白在肾脏纤维化中作用研究进展[J]. 药物资讯, 2017, 6(2): 55-61. The Role of Aquaporins in Renal Fibrosis Mincheng Zhang, Ji Li, Feng Yu * Department of Clinical Pharmacy, School of Basic Medical Sciences and Clinical Pharmacy, China Pharmaceutical University, Nanjing Jiangsu Received: May 6th , 2017; accepted: May 23rd , 2017; published: May 26th , 2017 Abstract Renal fibrosis is a common pathological characteristic that usually appears during the process of chronic kidney diseases (CKD), which is a kind of progressive damage and almost irreversible. Renal fibrosis induces kidney dysfunction and finally causes renal failure. Epithelial Mesenchymal Transition (EMT) is a pathological process that the epithelial cells lose their original characteristic and express the feature of fibroblast. Renal epithelial mesenchymal transition plays a critical role in renal fibrosis and regulates the process of renal fibrosis. Aquaporin (AQP) is a kind of water channel protein that highly expressed in kidney, which is involved in water transport and the formation of osmotic pressure in kidney. The expression of AQPs changes when renal fibrosis oc-curs. Many renal diseases cause imbalance of water transport, so AQPs in kidney may take part in the regulation of various renal diseases, especially renal fibrosis. This article reviews the function and mechanism between various kinds of AQPs and renal fibrosis. At last, we make an outlook on AQPs as the potential target of the EMT process in renal fibrosis. Keywords Renal Fibrosis, Epithelial Mesenchymal Transition, Aquaporin 水通道蛋白在肾脏纤维化中作用 研究进展 张旻澄，李 霁，于 锋* 中国药科大学基础医学与临床药学学院临床药学教研室，江苏 南京 收稿日期：2017年5月6日；录用日期：2017年5月23日；发布日期：2017年5月26日 *通讯作者。
水通道蛋白4抗体在视神经脊髓炎发病机制中的作用
水通道蛋白４抗体在视神经脊髓炎 发病机制中的作用 武雷黄德晖吴卫平 摘要：视神经脊髓炎（ＮＭＯ）是主要累及视神经和脊髓的中枢神经系统自身免疫性脱髓鞘疾病，既往在其与多发性硬化的关系上一直存有争议，水通道蛋白４（ ＡＱＰ４）抗体的发现，不但为ＮＭＯ是独立于ＭＳ的疾病实体提供了新的证据支持，而且把ＮＭＯ的研究推上了一个新的水平。该文就ＡＱＰ４抗体在ＮＭＯ发病机制中的作用，包括介导星形胶质细胞损伤、血－脑脊液屏障破坏、炎性反应细胞浸润、少突胶质细胞损伤和髓鞘破坏等方面进行综述。 视神经脊髓炎；水通道蛋白４抗体；星形胶质细胞 Ｒ７４４．５＋２Ａ１００６－２９６３ （２０１１） ０６－０４３１－０４ １０．３９６９／ｊ． ｉｓｓｎ． １００６－２９６３． ２０１１．０６． ０１４ １００８５３ 解放军总医院神经内科 万方数据
?４３２?万方数据
?４３３?万方数据
＠＠［１］ ｄｅ Ｓｅｚｅ Ｊ， Ｌｅｂｒｕｎ Ｃ， Ｓｔｏｊｋｏｖｉｃ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｉｓ Ｄｅｖｉｃ＇ｓ ｎｅｕｒｏｍｙ ｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ａ ｓｅｐａｒａｔｅ ｄｉｓｅａｓｅ？ Ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｗｉｔｈ ｍｕｌ ｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ［Ｊ］． Ｍｕｌｔ Ｓｃｌｅｒ，２００３，９：５２１－５２５． ＠＠［２ ］ Ｇａｌｅｔｔａ ＳＬ， Ｂｅｎｎｅｔｔ Ｊ． Ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｉｓ ａ ｖａｒｉａｎｔ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ［Ｊ］． Ａｒｃｈ Ｎｅｕｒｏｌ， ２００７， ６４（６）：９０１－９０３．＠＠［３ ］ Ｍｉｓｕ Ｔ， Ｆｕｊｉｈａｒａ Ｋ， Ｋａｋｉｔａ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｌｏｓｓ ｏｆ ａｑｕａｐｏｒｉｎ ４ ｉｎ ｌｅｓｉｏｎｓ ｏｆ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ： ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅ ｒｏｓｉｓ［Ｊ］． Ｂｒａｉｎ， ２００７，１３０ ： １２２４－１２３４． ＠＠［４ ］ Ｌｅｎｎｏｎ ＶＡ， Ｗｉｎｇｅｒｃｈｕｋ ＤＭ， Ｋｒｙｚｅｒ ＴＪ ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｓｅｒｕｍ ａｕ ｔｏａｎｔｉｂｏｄｙ ｍａｒｋｅｒ ｏｆ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ： ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ［Ｊ］． Ｌａｎｃｅｔ， ２００４，３６４ ： ２１０６－２１１２．＠＠［５］ Ｌｅｎｎｏｎ ＶＡ，Ｋｒｙｚｅｒ ＴＪ ，Ｐｉｔｔｏｃｋ ＳＪ ， ｅｔ ａｌ． ｌｇＧ ｍａｒｋｅｒ ｏｆ ｏｐｔｉｃ ｓｐｉｎａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ ｂｉｎｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｗａｔｅｒ ｃｈａｎ ｎｅｌ［Ｊ］． Ｊ Ｅｘｐ Ｍｅｄ，２００５，２０２：４７３－４７７． ＠＠［６］ Ａｍｉｒｙ－Ｍｏｇｈａｄｄａｍ Ｍ， Ｆｒｙｄｅｎｌｕｎｄ ＤＳ， Ｏｔｔｅｒｓｅｎ ＯＰ． Ａｎｃｈｏ ｒｉｎｇ ｏｆ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｉｎ ｂｒａｉｎ： Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｉｍｐｌｉ ｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓ ｐｏｒｔ［Ｊ］． Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，１２９ ：９９９－１０１０． ＠＠［７ ］ Ｓａｉｎｉ Ｈ， Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ Ｇ， Ｋｅｒｒ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｉｓｏｆｏｒｍｓ ｌｏｃａｌｉｚｅｓ ｗｉｔｈ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｄｉｓ ｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］． Ｊ Ｎｅｕｒｏｉｍｍｕｎｏｌ，２０１０，２２１．．６８－７２．＠＠［８］ Ｒｏｓｓｉ Ａ， Ｐｉｓａｎｉ Ｆ， Ｎｉｃｃｈｉａ ＧＰ， ｅｔ ａｌ． Ｅｖｉｄｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ａ ｌｅａｋｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｅｒ Ｍ２３ ｐｒｏ ｔｅｉｎ ｉｓｏｆｏｒｍｏｆ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ａｒｒａｙ ｆｏｒ ｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ａｎｔｉｂｏｄｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ［Ｊ ］． Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ， ２０１０，２８５：４５６２－４５６９． ＠＠［９］ Ｎｉｃｃｈｉａ ＧＰ， Ｍａｓｔｒｏｔｏｔａｒｏ Ｍ， Ｒｏｓｓｉ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ａｒｒａｙｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｆｏｒ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ａｕｔｏａｎｔｉｈｏｄｉｅｓ［Ｊ］． Ｇｌｉａ， ２００９，５７ ： １３６３－１３７３．＠＠［１０］ Ｌｕｃｃｈｉｎｅｔｔｉ ＣＦ， Ｍａｎｄｌｅｒ ＲＮ， ＭｃＧａｖｅｒｎ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｒｏｌｅ ｆｏｒ ｈｕｍｏｒａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ Ｄｅｖｉｃ＇ｓ ｎｅｕｒｏｍｙ ｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ［Ｊ］． Ｂｒａｉｎ，２００２，１２５ ：１４５０－１４６１．＠＠［１１］ Ｍｉｓｕ Ｔ， Ｆｕｊｉｈａｒａ Ｋ， ＮａｋａｍｕｒａＭ，ｅｔ ａｌ． Ｌｏｓｓ ｏｆ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｉｎ ａｃｔｉｖｅ ｐｅｒｉｖａｓｃｕｌａｒ ｌｅｓｉｏｎｓ ｉｎ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ： ａ ｃａｓｅ ｒｅｐｏｒｔ［Ｊ］． Ｔｏｈｏｋｕ Ｊ Ｅｘｐ Ｍｅｄ，２００６，２０９：２６９－２７５．＠＠［１２］ Ｔａｋａｎｏ Ｒ， Ｍｉｓｕ Ｔ， Ｔａｋａｈａｓｈｉ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ａｓｔｒｏｃｙｔｉｃ ｄａｍａｇｅ ｉｓ ｆａｒ ｍｏｒｅ ｓｅｖｅｒｅ ｔｈａｎ ｄｅｍｙｅｌｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ＮＭＯ： ａ ｃｌｉｎｉｃａｌ ＣＳＦ ｂｉｏｍａｒｋｅｒ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］． Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ，２０１０，７５：２０８－２１６． ＠＠［１３］ Ｈｉｎｓｏｎ ＳＲ， Ｒｏｅｍｅｒ ＳＦ， Ｌｕｃｃｈｉｎｅｔｔｉ ＣＦ， ｅｔ ａｌ． Ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４－ ｂｉｎｄｉｎｇ ａｕｔｏａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｉｍｐａｉｒ ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｙ ｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ＥＡＡＴ２［Ｊ］． Ｊ Ｅｘｐ Ｍｅｄ，２００８，２０５： ２４７３－２４８１． ＠＠［１４］ Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ Ｍ， Ｎａｋａｔｓｕｊｉ Ｙ， Ｍｏｒｉｙａ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ａｓｔｒｏｃｙｔｉｃ ｎｅｃ ｒｏｓｉｓ ｉｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ａｎｔｉ－ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ａｎｔｉｂｏｄｙ－ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｅｒｕｍ ［Ｊ］． Ｎｅｕｒｏｒｅｐｏｒｔ， ２００９，２０．：５０８－５１２． ＠＠［１５］ Ｓａｂａｔｅｒ Ｌ， Ｇｉｒａｌｔ Ａ， Ｂｏｒｏｎａｔ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｃｙｔｏｔｏｘｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ａｎｔｉｂｏｄｙ （ＮＭＯ－ＩｇＧ） ｔｏ ａｓｔｒｏｃｙｔｅｓ： ａｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］． Ｊ Ｎｅｕｒｏｉｍｍｕｎｏｌ，２００９，２１５：３１－３５．＠＠［１６］ Ｖｉｎｃｅｎｔ Ｔ， Ｓａｉｋａｌｉ Ｐ， Ｃａｙｒｏｌ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｓｅ ｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ－ＩｇＧ ａｓｔｒｏｃｙｔｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｂｌｏｏｄ－ｂｒａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ ［Ｊ］． Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｌ，２００８，１８１：５７３０－５７３７． ＠＠［１７］ Ｚｈｏｕ Ｊ， Ｋｏｎｇ Ｈ， Ｈｕａ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ａｌｔｅｒｅｄ ｂｌｏｏｄ－ｂｒａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｉｎ ａｄｕｌｔ ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ｋｎｏｃｋｏｕｔ ｍｉｃｅ ［ Ｊ］． Ｎｅｕｒｏｒｅ ｐｏｒｔ， ２００８，１９： １－５． ＠＠［１８］ Ｓａｉｋａｌｉ Ｐ， Ｃａｙｒｏｌ Ｒ， Ｖｉｎｃｅｎｔ Ｔ． Ａｎｔｉ－ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ａｕｔｏ－ａｎｔｉ ｂｏｄｉｅｓ ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ ｉｎ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ［Ｊ］． Ａｕｔｏｉｍｍｕｎ Ｒｅｖ，２００９，９：１３２－１３５． ＠＠［１９］ Ｐｉｔｔ Ｄ， Ｗｅｒｎｅｒ Ｐ， Ｒａｉｎｅ ＣＳ． Ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｅｘｃｉｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ｉｎ ａ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ［Ｊ］． Ｎａｔ Ｍｅｄ， ２０００， ６： ６７－７０．＠＠［２０］ Ｍａｔｕｔｅ Ｃ， Ｄｏｍｅｒｃｑ Ｍ， Ｓáｎｃｈｅｚ－Ｇóｍｅｚ ＭＶ． Ｇｌｕｔａｍａｔｅ－ｍｅ ｄｉａｔｅｄ ｇｌｉａｌ ｉｎｊｕｒｙ： ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ［Ｊ］． Ｇｌｉａ，２００６，５３ ： ２１２－２２４． ＠＠［２１］ Ｍａｒｉｇｎｉｅｒ Ｒ， Ｎｉｃｏｌｌｅ Ａ， Ｗａｔｒｉｎ Ｃ， ｅｔ ａｌ． Ｏｌｉｇｏｄｅｎｄｒｏｃｙｔｅｓ ａｒｅ ｄａｍａｇｅｄ ｂｙ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ Ｇ ｖｉａ ａｓｔｒｏｃｙｔｅ ｉｎｊｕｒｙ［Ｊ］． Ｂｒａｉｎ， ２０１０，１３３ ： ２５７８－２５９１．＠＠［２２］ Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ Ｍ， Ｎａｋａｔｓｕｊｉ Ｙ， Ｋｉｍｕｒａ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ： Ｐａｓｓｉｖｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｏ ｒａｔｓ ｂｙ ｈｕｍａｎ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ［Ｊ］． Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ Ｃｏｍｍｕｎ，２００９，３８６：６２３－６２７．＠＠［２３］ Ｂｒａｄｌ Ｍ， Ｍｉｓｕ Ｔ， Ｔａｋａｈａｓｈｉ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ： ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ｏｆ ｐａｔｉｅｎｔ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ｉｎ ｖｉｖｏ ［Ｊ］． Ａｎｎ Ｎｅｕｒｏｌ， ２００９，６６ ： ６３０－６４３． ＠＠［２４］ Ｂｅｎｎｅｔｔ ＪＬ， Ｌａｍ Ｃ， Ｋａｌｌｕｒｉ ＳＲ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｔｒａｔｈｅｃａｌ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ａｎｔｉ－ａｑｕａｐｏｒｉｎ－４ ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ［Ｊ］． Ａｎｎ Ｎｅｕｒｏｌ， ２００９，６６ ： ６１７－６２９． ＠＠［２５］ Ｓａａｄｏｕｎ Ｓ， Ｗａｔｅｒｓ Ｐ， Ｂｅｌｌ ＢＡ， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｔｒａ－ｃｅｒｅｂｒａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ Ｇ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ｃｏｍｐｌｅ ｍｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｅｓ ｎｅｕｒｏｍｙｅｌｉｔｉｓ ｏｐｔｉｃａ ｌｅｓｉｏｎｓ ｉｎ ｍｉｃｅ［Ｊ］． Ｂｒａｉｎ， ２０１０，１３３：３４９－３６１． ＠＠［２６］ Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ Ｍ， Ｎａｋａｔｓｕｊｉ Ｙ， Ｋｉｍｕｒａ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ａｎｔｉ－ａｑｕａｐｏｒｉｎ ４ ａｎｔｉｂｏｄｙ ｉｎｄｕｃｅｓ ａｓｔｒｏｃｙｔｉｃ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｓｅｎｃｅ ｏｆ ＣＮＳ ａｎｔｉｇｅｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］． Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ Ｃｏｍ ｍｕｎ，２０１０，３９４ ： ２０５－２１０． ２０１１－０３－０４ 万方数据
水通道蛋白的发现
人类对水通道蛋白的研究 自然界很多包括人类在内的各种生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来的微小城镇，有用的物质不断被运进来，废物被不断运出去。早年前，人们就猜测细胞这一微小城镇的城墙中存在着很多“城门”，它们只允许特定的分子或离子出入。而很久以前人们就知道人体重量的70%是水，水是构成生物体最重要的物质之一。水是构成人体的重要物质，那么水是如何进入细胞的呢一直以来，人们都以为水分子进入细胞膜是靠自由扩散，但后来研究中发现细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，其中磷脂双分子层构成细胞的结构骨架，而水是很难通过脂溶性物质的，那么水是很难进入细胞的，而细胞中含有大量水分那么那么水分子是如何进入细胞的呢 早在100多年前，人们就猜测细胞中存在特殊的输送水分子的通道。2０世纪５０年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着某种通道只允许水分子出入，人们称之为水通道。因为水对于生命至关重要，可以说水通道是最重要的一种细胞膜通道。尽管科学家发现存在水通道，但水通道到底是什么却一直是个谜。 ２０世纪８０年代中期，美国翰霍普金斯大学医学院的科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，一种含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这些充分说明水通道蛋白具有吸收水分子的功能，就是水通道。２０００年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高清度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物植物和微生物中，它的种类很多，仅人体内就有１１种。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用。通常一个成年人每天要产生１７０升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约１升的尿液排出人体。。阿格雷于2003年被授予诺贝尔化学奖。诺贝尔奖评选委员会说，这是个重大发现，开启了细菌、植物和哺乳动物水通道的生物化学、生理学和遗传学研究之门。 水通道蛋白的发现 1988年，Agre等从人类红细胞膜上纯化分离分子量为32x10 的Rh多肽时，偶然鉴定到一种新的分子量为28x10 的整合膜蛋白，并且通过免疫印迹发现这类蛋白也存在于肾脏的近端肾小管中?，把它称为类通道整合膜蛋白(channel—like integralmembrane protein，CHIP28)。随后，在1991年Agre和Preston成功克隆得到了CHIP28的eDNA．通过分析其编码的氨基酸序列，发现CHIP28含有6个跨膜区域、2个N一糖基化位点、且N端和C端都位于膜的胞质一侧。另外，对比CHIP28与早期从牛晶体纤维中克隆得到的主要内源性蛋白(major in—trinsie protein，NIP)的DNA序列，发现二者具有高度同源性。由于很早以前就证实了MIP 家族的成员蛋白参与形成允许水和其他小分子通透的膜通道，因此，推测CHIP28可能也具有类似功能‘。1992年，Preston等通过在非洲爪蟾的卵母细胞中表达CHIP28，首次证实它是一种水通道蛋白。非洲爪蟾的卵母细胞对水具有极低的渗透性，当向其中显微注射体外转录的CHIP28的RNA后，卵母细胞在低渗溶液中迅速膨胀，并于5 min内破裂这一现象表明注射CHIP28的RNA后卯母细胞膜的水通透性有了明显提高。为了进一步通讯作者确定CHIP28的功能．将提纯的CHIP28构建在蛋白磷脂体中，构建后的蛋白磷脂体对水的通透性增长了50倍．但对尿素却不具备通透性[ 。这些结果最终证实了CHIP28为水通道蛋白，后来它被命名
视神经脊髓炎与其特异性抗体——抗水通道蛋白4抗体(综述)
视神经脊髓炎与其特异性抗体——抗水通道蛋白4抗体(综述) 作者：梁松岚， 王维治， 梁庆成 作者单位：哈尔滨医科大学附属第二医院神经内科,黑龙江,哈尔滨,150086 刊名： 中国神经免疫学和神经病学杂志 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF NEUROIMMUNOLOGY AND NEUROLOGY 年，卷(期)：2008,15(2) 参考文献(11条) 1.Lennon VA;Kryzer TJ;Pittock SJ IgG marker of optic-spinal multiple sclerosis binds to the aquaporin-4 water[外文期刊] 2005(04) 2.Lennon VA;Wingerchuk DM;Kryzer TJ A serum autoantibody marker of neuromyelitis optica 2004 3.Takata K;Matsuzaki T;Tajika Y Aquaporins:water channel proteins of the cell membrane 2004(01) 4.Pittock SJ;Weinshenker BG;Lucchinetti CF Neuromyelitis optica brain lesions localized at sites of high aquaporin 4 expression[外文期刊] 2006(7) 5.Vernant JC;Cabre P;Smadja D Recurrent optic neuromyelitis with endocrinopathies:a new syndrome[外文期刊] 1997(01) 6.Roemer SF;Parisi JE;Lennon VA Pattern-specific loss of aquaporin-4 immunoreactivity distinguishes neuromyelitis optica from multiple sclerosis[外文期刊] 2007(05) 7.Misu T;Fujihara K;Kakita A Loss of aquaporin 4 in lesions of neuromyelitis optica:distinction from multiple sclerosis[外文期刊] 2007(05) 8.Takahashi T;Fujihara K;Nakashima I Anti-aquaporin-4 antibody is involved in the pathogenesis of NMO:a study on antibody titre[外文期刊] 2007(05) 9.Weinshenker BG;Wingerchuk DM;Vukusic S Neuromyelitis optica IgG predicts relapse after longitudinally extensive transverse myelitis[外文期刊] 2006(03) 10.Paul F;Jarius S;Aktas O Antibody to aquaporin 4 in the diagnosis of neuromyelitis optica[外文期刊] 2007(04) 11.Matsuoka T;Matsushita T;Kawano Y Heterogeneity of aquaporin-4 autoimmunity and spinal cord lesions in multiple sclerosis in Japanese[外文期刊] 2007(05) 本文读者也读过(10条) 1.王慧娟抗水通道蛋白-4抗体对MS与NMO鉴别诊断价值的研究进展[学位论文]2008 2.陈敏水通道蛋白-4与视神经脊髓炎[期刊论文]-中国实用神经疾病杂志2011,14(13) 3.肖琴华.涂江龙.熊友生水通道蛋白4与视神经脊髓炎[期刊论文]-中国临床神经科学2008,16(4) 4.孙巧松.刘俊秀.丰岩清.国宁.陈曦.赖蓉.黄帆.SUN Qiao-song.LIU Jun-xiu.FENG Yan-qing.GUO Ning.CHEN Xi .LAI Rong.HUANG Fan中国人视神经脊髓炎疾病谱NMO-IgG/anti-AQP4抗体检测方法学的比较[期刊论文]-中山大学学报（医学科学版）2010,31(6) 5.宋德禄.钟勇.Song Delu.Zhong Yong水通道蛋白4在视神经脊髓炎发病机制中的研究进展[期刊论文]-眼科研究2009,27(7) 6.尤小凡.胡文立水通道蛋白4与视神经脊髓炎的发病机制[期刊论文]-中华神经科杂志2010,43(4) 7.武雷.黄德晖.吴卫平水通道蛋白4抗体在视神经脊髓炎发病机制中的作用[期刊论文]-中国神经免疫学和神经病学杂志2011,18(6)
水通道蛋白综述与展望
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）。 水通道蛋白的发现说明了偶发性在生物学研究中的重要性，并且引起了上游流体运输过程中水如何穿过生物膜的范式的完全转变。这个话题对正常生理学以及影响人类的多种临床疾病的病理生理学非常重要。水通道蛋白在几乎每一种生物体中被鉴定出来，包括高等哺乳动物，其他脊椎动物，无脊椎动物，植物，真细菌，原细菌和其他微生物，表明这种新认可的蛋白质家族参与了整个自然界的不同生物过程。 一、发现AQP1 红细胞Rh血型抗原不知道参与水运（Heitman＆Agre，2000），但是Rh的研究导致了水通道蛋白的偶
水通道蛋白4在中枢神经系统疾病中的研究进展
四综述四 通信作者:曹磊,E m a i l :C a o _L e i 1988@163.c o m 水通道蛋白4在中枢神经系统疾病中的研究进展 吝 娜1,曹 磊2 (1.石家庄心脑血管病医院神经内二科,河北石家庄050000;2.河北医科大学第三医院放射科,河北石家庄050051 ) 摘 要:水通道蛋白(a q u a p o r i n s ,A Q P s )是一跨膜蛋白家族,主要调节体内水的转运,A Q P 4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三近年来,A Q P 4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A Q P 4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三 关键词:水通道蛋白质4;脑水肿;视神经脊髓炎;阿尔茨海默病;帕金森病;癫痫中图分类号:R 742 文献标志码:A 文章编号:1004-583X (2019)06-0567-05 d o i :10.3969/j .i s s n .1004-583X.2019.06.017 水通道蛋白(A Q P s )是一种膜转运蛋白,它可以转运水分子通过细胞膜,可根据渗透梯度促进双向 水转运三在哺乳动物中,已经有13个水通道蛋白 (A Q P 0-A Q P 12)被发现[1] 三A Q P 的相对分子质量约30000[2],其中A Q P 4是中枢神经系统A Q P s 家 族的主要成员,参与了多种神经系统疾病三 A Q P 4于1994年在同源克隆大鼠的肺组织中发 现三在结构上,A Q P 4存在8个膜嵌入域, 其中包括6个跨膜结构和面向胞质的氨基酸与羧基端三A Q P 4在所有表达的细胞中,主要表现为两种亚型,包括以选择性拼接产生的较长的M 1亚基型,其含有M e t -1位点翻译起始区,由323个氨基酸残基构成; 以及较短的M 23亚型,其含有M e t -23位点翻译起始区,由301个氨基酸残基构成[1] 三A Q P 4分子密集聚集形成正交粒子阵列(O A P s ),其大小取决于A Q P 4-m 1 与A Q P 4-m 23的比例,而A Q P 4-m 23则来稳定O A P 以及促进形成更宽的阵列[3] 三A Q P 4在侧脑室 和导水管的室管膜细胞二脉络丛上皮二软脑膜二下丘脑二视上核二海马齿状回和小脑浦肯野细胞均有显著表达,与神经兴奋二神经元兴奋后细胞外K +清除二细胞迁移和水运动等有关[ 1 ]三1 A Q P 4与脑水肿1.1 脑水肿 脑水肿的特征在于脑组织中水的净增加引发组织肿胀三在头骨的有限空间中脑组织体积的增加直接导致血液灌注减少,导致缺血事件和 颅内压增加[4 ]三目前脑水肿分为3类:细胞毒性脑 水肿,离子性脑水肿,血管源性脑水肿三细胞毒性脑水肿的特点为细胞内水分子聚集而不伴有血脑屏障 破坏三离子性脑水肿是内皮功能障碍的早期阶段,其仍保持血脑屏障的完整三血管源性脑水肿是离子性脑水肿之后内皮功能障碍的第二阶段,其伴有血脑屏障的破坏[ 3 ]三1.2 A Q P 4与脑水肿 尽管在各种脑部疾病中经常观察到脑水肿,但是目前仍然不完全了解水肿形成和消退的分子和细胞机制三虽然脑水肿定义很简单,但脑水肿形成的过程非常复杂,取决于脑部疾病 的类型二严重程度和大脑的发育阶段[5] ,作为位于星形胶质细胞上的水通道,A Q P 4可能在脑水肿过程中起到相关作用,然而,A Q P 4的作用在很大程度上取 决于损伤后的时间和大脑区域等[ 3 ]三在啮齿类动物卒中模型中,A Q P 4早期表达增加与离子性脑水肿和 星形胶质细胞肿胀相一致[ 3] 三在系统性低渗应激后,A Q P 4敲除小鼠显示大脑水摄取减少了31%[6] 三 在大脑中动脉(M C A O )短暂闭塞的卒中小鼠模型中,血管周围星形胶质细胞的A Q P 4表达迅速上调, 其中位于梗死核心和缺血半暗带中的A Q P 4在卒中后1小时达到峰值三但在更严重的卒中模型中没有 观察到A Q P 4表达的增加, 说明在严重缺血情况下,大脑在再灌注早期不能合成A Q P 4[3] 三A k d e m i r 等[7]对全脑缺血模型进行的研究显示,在全脑缺血 后第3天和第5天A Q P 4基因敲除小鼠脑脑含水量显著低于野生型小鼠三说明A Q P 4的表达促进了脑水肿的形成三此外,有研究表明,给予A Q P 4基因敲除大鼠脑内注入生理盐水可以导致颅内压显著升 高[8 ]三然后,增加的A Q P 4表达的时间分布与体内 水肿的消退相关三在大多数脑损伤模型研究中,在损伤发生48小时后检测到A Q P 4表达增加,同时发现A Q P 4表达增多的部位位于损伤部位附近血管周 四 765四‘临床荟萃“ 2019年6月20日第34卷第6期 C l i n i c a l F o c u s ,J u n e 20,2019,V o l 34,N o .6
水通道蛋白
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 AQP0 AQP0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]。 AQP1 AQP1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。它可以使红细胞快速膨胀和收缩以适应细胞间渗透性的变化。AQP1蛋白也存在于
水通道蛋白的发现及对人体的作用
水通道蛋白的发现及对人体的作用 刘彦成 （渭南师范学院环境与生命科学系陕西渭南 714000）摘要：水通道蛋白(aquaporin，AQP) 是一种对水专一的通道蛋白。具有介导水的跨膜转运和调节体内水代谢平衡的功能。水通道蛋白调节失控与水平衡紊乱等一系列疾病密切相关。 关键词：细胞膜；水通道蛋白（AQP）；跨膜转运；疾病；调节 Abstract:The pass of water protein (aquaporin, AQP) is one kind of adding water single-minded channel protein.Has lies between leads the water the cross membrane transportation and the adjustment body domestic waters metabolism balance function.Pass of water protein adjustment out of control and level balance disorder and so on a series of disease close correlation. Key word:Cell membrane pass of water protein (AQP) cross membrane transportation disease adjusts 1 水通道蛋白的发现 1.1 细胞膜的运输方式 细胞是构成生物的基本单位，细胞与细胞之间则是通过细胞膜来沟通和实现基本的生命活动。细胞膜的主要成分为磷脂和蛋白质，其结构为磷脂双分子层，磷脂双分子层上有糖蛋白，糖蛋白所在一侧为细胞外侧。物质跨膜运输可分为自 图1 细胞膜的立体结构 由扩散（不需能量、载体），协助扩散（不需要能量、需载体），主动运输（要能量、需载体）三种。还有一些大分子物质是通过胞吞、胞吐方式通过细胞膜，它们需要能量、不要载体。另外还有一种很主要的方式就是通道蛋白。 1.2 生物膜水通道的发现【1】 长期以来对于水的运输方式研究者普遍认为主要有两种：即简单的扩散方式和借助离子通道通过磷脂双分子层。 近些年研究者发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高, 很难用简单扩散来解释。如将红细胞移入低渗溶液后，很快吸水膨胀而溶血，而水生动物的
水通道蛋白的基本结构与特异性通透机理
水通道蛋白的基本结构与特异性通透机理 王晶桑建利 （北京师范大学生命科学学院北京 100875） 摘要水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族。从1988 年Agre 等发现水通道蛋白起，目前在不同物种中已经发现了200 余种水通道蛋白，其中存在哺乳动物体内的有13 种。概述了水通道蛋白的结构、组织特异性分布及特异性通透机理。 关键词水通道蛋白水分跨膜转运 水分子的跨膜转运对维持不同区域的液体平衡和内环境稳态非常重要。水分子作为一种不带电荷且半径极小的极性分子，很早被证实能通过自由扩散穿透脂质双分子层。在发现水通道蛋白以前，人们一直认为这是水分子透过质膜的唯一方式。但通过实验发现，红细胞和肾小管细胞中水的通透速率之快远非简单扩散强度所能提供的，因此猜测，质膜上可能存在某种通道介导水的转运。 1 水通道蛋白的发现 1988年，Agre 等从人类红细胞膜上纯化分离分子量为32×106的Rh 多肽时，偶然鉴定到一种新的分子量为28×106的整合膜蛋白，并且通过免疫印迹发现这类蛋白也存在于肾脏的近端肾小管中［1］，把它称为类通道整合膜蛋白（channel-like integralmembrane protein, CHIP28）。随后，在1991 年Agre 和Preston 成功克隆得到了CHIP28 的cDNA，通过分析其编码的氨基酸序列，发现CHIP28 含有6个跨膜区域、2个N-糖基化位点、且N 端和C 端都位于膜的胞质一侧。另外，对比CHIP28 与早期从牛晶体纤维中克隆得到的主要内源性蛋白（major intrinsicprotein,MIP）的DNA 序列，发现二者具有高度同源性。由于很早以前就证实了MIP 家族的成员蛋白参与形成允许水和其他小分子通透的膜通道，因此，推测CHIP28 可能也具有类似功能［2］。1992 年，Preston 等通过在非洲爪蟾的卵母细胞中表达CHIP28，首次证实它是一种水通道蛋白。非洲爪蟾的卵母细胞对水具有极低的渗透性，当向其中显微注射体外转录的CHIP28 的RNA后，卵母细胞在低渗溶液中迅速膨胀，并于5 min内破裂。这一现象表明注射CHIP28 的RNA 后卵母细胞膜的水通透性有了明显提高。为了进一步确定CHIP28 的功能，将提纯的CHIP28 构建在蛋白磷脂体中，构建后的蛋白磷脂体对水的通透性增长了50 倍，但对尿素却不具备通透性［3］。这些结果最终证实了CHIP28 为水通道蛋白，后来它被命名为水通道蛋白-1（aquaporin-1，AQP1）。水通道蛋白的发现，开辟了一个崭新的领域。随着更多亚型的发现，水通道蛋白相关研究成为了膜转运方向的研究热点，Agre 也因其对水通道蛋白做出的突出贡献而获得2003 年诺贝尔化学奖。 2 水通道蛋白的分子结构 水通道蛋白分布广泛，目前已在哺乳动物、两栖类、植物、酵母、细菌以及各种各样的有机体中发现水通道蛋白的存在。水通道蛋白是一类高度保守的疏水小分子膜整合蛋白，各种亚型之间蛋白序列及三维结构非常相似。哺乳动物水通道蛋白的分子大小在26×106～34×106之间，氨基酸序列同源性为19%~52%［4］。因水通道蛋白的三维结构相似，一般以AQP1的结构作为代表。AQP1 是一条由269 个氨基酸残基构成的单肽链，对比AQP1 分子前后半段的氨基酸序列，发现2 段序列具有相关性，推测AQP1在进化上可能是通过基因复制而来。单肽链