水通道蛋白的发现及对人体的作用
水通道
调节神经兴奋性 星形胶质细胞上的 AQP4 依赖性水转运参与神经兴奋的调节。
参与脑水肿的发生及发展
可能通过对血管内水的快速转运而促进细胞毒性 脑水肿的发生、 发展; 促使缺血性中风后脑水肿的发生、 发展; 在血管源性脑水肿的发生发展过程中, 水进入脑 不依赖AQP4, 而水从脑中清除则与其密切相关。
早期，人们一直认为水是以单纯扩散透过细胞 膜的，但在某些细胞如红细胞、肾近曲小管 细胞对水的通透性很高，不能简单以单纯扩 散来解释，于是推测此类细胞膜上可能存在 某种功能性转运水的通道。
水通道蛋白的发现
Agre于1988年发现并成功分离出一种细胞膜蛋白并证 明这就是科学家孜孜以求的水通道蛋白(aquaporin, AQP)。 2000年，Agre公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰 立体照片，照片揭示这种蛋白的特殊结构只允许水分 子通过。
其它眼病
泪腺疾病:AQP5. 参与泪液分泌，维持眼 表泪膜的完整和功能 —— 干眼症。 结膜病:AQP3. 参与泪膜的形成 —— 干 眼症。 角膜病:AQP3 、AQP5. 参与维持角膜的 脱水状态及角膜的透明度 —— 角膜的水 肿和变性。
其它眼病
晶状体病:AQP1 、AQP0. 参与维持晶状体的 脱水状态、 透明性 —— 白内障。 视网膜病:AQP1、AQP4，AQP4 主要存在于 Müller 细胞和星形胶质细胞，对维持视网膜 水平衡起关键作用 —— 视网膜脱离和黄斑水 肿的发病。 视神经病变:Na+-K+的平衡一旦失去平衡，可 能导致发生视乳头水肿(乃至脑水肿)等严重疾 病。
AQP4：脑组织中大量表达，主要分布于星形胶质细胞。
参与对中枢神经系统水、 电解质的调节 允许
水的快速转运，促进星形胶质细胞通过 Kir4.1 对钾 的摄取；在胶质细胞、 血、 脑脊液间进行水的调节, 维持脑的水盐平衡；感受渗透压变化，调节ADH分泌， 调节机体水平衡。
水通道蛋白结构
水通道蛋白结构水通道蛋白是一类在生物体中起着重要作用的蛋白质。
它们存在于细胞膜上，形成了细胞膜的一种通道，能够允许水分子快速通过细胞膜。
水通道蛋白的发现和研究为我们理解细胞内外液体平衡以及水分运输提供了重要的线索。
水通道蛋白最早是在1980年代被发现的，研究者发现一种叫做水通道蛋白1（Aquaporin-1，简称AQP1）的蛋白质在红细胞膜上表达，能够加速水分子通过细胞膜。
这项发现引起了科学家们的广泛关注，并在接下来的几十年里，研究人员陆续发现了多种水通道蛋白。
水通道蛋白的结构非常特殊，它们由多个亲水性的氨基酸残基组成，形成了一条通道，通道中心是一个疏水性的区域，能够排斥离子和其他溶质，只允许水分子通过。
水通道蛋白的结构使其具有高度选择性和通透性，能够快速而特异地传输水分子。
水通道蛋白的结构在进化过程中发生了一些变化，目前已经发现了多种类型的水通道蛋白。
其中，AQP1是最早被发现的一种，广泛存在于多种细胞类型中，包括红细胞、肾脏和眼睛等。
AQP1的结构由四个相同的亚单位组成，每个亚单位由六个跨膜螺旋组成，形成了一个中央水通道。
除了AQP1之外，还有其他类型的水通道蛋白，如AQP2、AQP3等。
它们在组织和细胞中的分布具有一定的特异性，发挥着不同的生理功能。
例如，AQP2主要存在于肾脏中，调节尿液的浓缩和稀释；AQP3主要存在于皮肤和肠道中，参与水分的吸收和散发。
水通道蛋白的功能不仅仅局限于水分的传输，它们还参与了一系列重要的生理过程。
例如，水通道蛋白在维持细胞内外液体平衡方面发挥着重要作用。
细胞内外液体平衡的失调会导致细胞的肿胀或收缩，影响细胞的正常功能。
水通道蛋白能够调节细胞内外水分的平衡，保持细胞内外环境的稳定。
水通道蛋白还参与了一些特殊细胞功能的实现。
例如，在肾脏中，水通道蛋白能够调节尿液的浓缩和稀释，帮助维持体内水分的平衡。
在眼睛中，水通道蛋白参与了眼内房水的生成和排泄，维持了眼压的稳定。
水通道蛋白3表达
水通道蛋白3表达与多种疾病的关系探讨水通道蛋白3（aquaporin-3，AQP3）是一种跨细胞膜通道蛋白，可以促进细胞内外水分子自由地穿过细胞膜。
它是水通道蛋白家族中的一个成员，与多种生理和病理过程密切相关。
本文将探讨AQP3在多种疾病中的作用和表达。
第一部分：AQP3在皮肤疾病中的作用AQP3在人类皮肤细胞中的高表达，和皮肤细胞自然保湿因子（natural moisturizing factor，NMF）的形成密切相关。
NMF是一组水溶性低分子化合物，能够维持皮肤的水分平衡。
AQP3与NMF的合成和维持密不可分。
研究发现，过度暴露在紫外线下会导致AQP3表达下降，NMF减少，从而导致皮肤失去水分，干燥，甚至出现皱纹等老化现象。
因此，AQP3在皮肤老化和干燥方面起到非常重要的作用。
同时，AQP3也与一些皮肤疾病相关，如干燥性皮肤病、湿疹等。
第二部分：AQP3在肾脏和泌尿生殖系统疾病中的作用AQP3在肾脏中的表达与肾脏浓缩机制和水排泄密切相关。
在肾组织中，AQP3主要分布在近曲小管（proximal tubule）和集合管上皮细胞（collecting duct epithelial cells）。
AQP3的表达调节会直接影响肾脏质量和水代谢。
研究表明，AQP3在肾脏疾病中的作用非常复杂，既有促进肾脏代谢和生理功能的作用，也有加重肾脏疾病和肾衰竭的作用。
因此，在肾脏疾病治疗中，AQP3可以是一个非常重要的靶点。
AQP3在泌尿生殖系统的表达也有很大关系。
在前列腺、卵巢、阴道等组织中，AQP3的表达也占有一席之地。
在前列腺癌、卵巢癌等肿瘤中，AQP3也发挥着促进病变的作用。
而在子宫内膜、阴道等组织中，AQP3与子宫内膜异位症、子宫颈癌等疾病相关。
第三部分：AQP3在神经系统疾病中的作用在神经系统中，AQP3的表达与大脑、脊髓、视网膜等部位的水通道有关。
研究发现，AQP3的表达与多个神经系统疾病有关联。
水通道蛋白的名词解释
水通道蛋白的名词解释水通道蛋白是一类存在于生物体细胞膜上的蛋白质，其主要功能是调节细胞内外水分的平衡。
这些蛋白质以其独特的细胞膜通透性，通常被形容为“细胞的水渠”。
尽管细胞膜对水具有一定的渗透性，但水通道蛋白的出现使得水分的跨膜运输变得更加高效和方便。
水通道蛋白主要通过形成一个微小的通道，让水分子直接穿过细胞膜，从而加速细胞内外的水分交换。
水通道蛋白最早被发现于红细胞膜，其中最为著名的是被称为Aquaporin-1（AQP1）的蛋白质。
AQP1被发现能够高效地传输水分子，使其成为研究者们研究水通道蛋白的重要起点。
此后，越来越多的水通道蛋白被发现，它们在各种生物体的细胞膜上广泛存在。
水通道蛋白家族主要包括两类：小分子量蛋白（20～35kDa）和大分子量蛋白（约为50～90kDa）。
小分子量蛋白包括AQP1、AQP2和AQP4等，它们主要负责水分子的传输。
大分子量蛋白则包括AQP0、AQP5和AQP6等，除了与水分交换有关，这些蛋白质还可能参与其他细胞功能的调节。
水通道蛋白在生物体中具有广泛而重要的作用。
例如，在人体内，水通道蛋白在器官和组织中起着维持水分平衡的关键作用。
当体内水分过多或过少时，水通道蛋白能够根据需要调整细胞膜的通透性，控制水分大量吸收或排泄。
这一过程在保持人体内部环境稳定方面非常重要。
此外，水通道蛋白还在植物、昆虫、微生物等生物体中发挥着类似的功能。
在植物体内，水通道蛋白不仅参与了水分的吸收和输送，还对维持细胞渗透稳定性和调节植物生长发育起到了重要作用。
在昆虫和微生物中，水通道蛋白也发挥着类似的水分调节作用，确保它们能够在不同环境下生存和繁衍。
随着科学技术的发展，研究人员对水通道蛋白进行了深入的研究。
他们通过结构生物学、细胞生物学以及分子生物学等多种手段，揭示了水通道蛋白的分子结构和生理功能，并进一步研究了其与疾病之间的关系。
例如，某些疾病，如肾脏功能障碍、肿瘤、水肿等，与水通道蛋白的异常表达或功能失调密切相关。
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AQP0AQP0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]。
AQP1AQP1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。
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。
水通道蛋白在肾脏的表达及意义
・综 述・水通道蛋白在肾脏的表达及意义Expression and Means of W ater Channel Protein in K idney常笑雪,黄 鹂摘 要:目的 了解水通道蛋白在肾脏的表达及生理、病理意义,为相关的临床研究提供帮助。
方法 收集国内外相关资料,对水通道蛋白的研究内容进行综述。
结果 肾脏水通道蛋白的类型有AQP1-AQP4、AQP6-AQP8,主要分布在近曲小管、细段和集合管,AQP1-AQP4参与水的重吸收和尿液浓缩.AQP6-AQP8的生理与病理意义不明。
结论 肾脏水通道蛋白的类型较多,提示有重要的生理意义。
关键词:水通道蛋白;肾脏中图分类号:Q73 文献标识码:B 文章编号:1672-688X(2004)03-0236-03 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得、阿格雷和罗德里克、麦金农,以表彰他们在细胞膜通道方面开创性的研究。
阿格雷1988年发现并成功分离出一种细胞膜蛋白并证明这就是科学家孜孜以求的水通道蛋白。
2000年阿格雷公布世界第一张水通道蛋白的高清晰立体照片,照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。
1 水通道蛋白的发现及类型所有组织细胞都允许水以单纯扩散方式通过细胞膜。
早期的生物物理学研究发现红细胞及近端肾小管对渗透压改变引起的水的通透性很高,很难用单纯扩散来解释。
阿格雷[1]等在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时发现了一个分子量为28K D的疏水性跨膜蛋白,称为形成通道的整合膜蛋白28 (Channel-F orming integral membrane protein,CHIP28)。
1991年完成了其cDNA克隆[2]。
当时不知道该蛋白的功能,对其进行功能鉴定时,将体外转录合成的CHIP28cDNA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,细胞膜水的通透性增加8倍并于5min内破裂[3]为进一步确定其功能,又将其建构于蛋白磷脂体内,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该蛋白为水通道蛋白[4]。
水通道蛋白基因
水通道蛋白基因水通道蛋白基因是一类编码蛋白质的基因，其产物是一种受体蛋白，能够调节细胞膜的通透性，使细胞能够快速、高效地调节水分的进出。
本文将从水通道蛋白基因的发现、结构与功能以及在生物体中的重要作用等方面进行阐述。
一、水通道蛋白基因的发现水通道蛋白基因的发现与诺贝尔奖得主皮特·阿格雷（Peter Agre）密不可分。
1992年，阿格雷和他的团队在研究红细胞膜蛋白时，发现了一种新的蛋白质，被命名为水通道蛋白（aquaporin）。
他们通过功能性研究发现，水通道蛋白能够高效地调节细胞内外水分的平衡，从而维持细胞的正常功能。
二、水通道蛋白的结构与功能水通道蛋白是一种跨膜蛋白，其主要结构特征是存在于细胞膜中的六个跨膜螺旋。
这些跨膜螺旋形成了一个水分子可以通过的微小通道，从而实现水分子的快速跨膜运输。
水通道蛋白的通道是高度选择性的，只允许水分子通过，而离子和其他溶质则无法进入。
水通道蛋白通过调节细胞膜的通透性，起到了维持细胞内外水分平衡的重要作用。
在生理过程中，水通道蛋白能够帮助细胞快速吸收和释放水分，从而调节细胞内外水分的浓度差。
此外，水通道蛋白还参与了细胞的渗透调节、尿液浓缩等重要生理过程。
水通道蛋白基因广泛存在于各种生物体中，并在不同组织和器官中发挥着重要的生理功能。
例如，在植物中，水通道蛋白基因参与了植物对水分的吸收和运输，维持植物体内外水分的平衡，保证植物的正常生长发育。
在动物中，水通道蛋白基因则在肾脏、肺部、眼睛等组织中起到关键作用，帮助维持体内水分的稳定。
水通道蛋白基因的异常表达与一些疾病的发生发展密切相关。
例如，水通道蛋白基因突变可导致肾脏功能障碍和尿液浓缩能力下降，进而引发多种肾脏疾病。
此外，一些研究还发现，水通道蛋白基因的异常表达与肿瘤的发生和转移有关，可能成为肿瘤治疗的潜在靶点。
总结：水通道蛋白基因作为一类重要的蛋白质基因，在维持细胞内外水分平衡、调节生理过程等方面发挥着重要作用。
水通道蛋白简介
上图：注入水通道蛋白AQP1mRNA的蛙卵细胞在蒸馏水中迅速膨胀 下图：正常蛙卵细胞
水通道蛋白的性质
• 水通道蛋白家族主要存在于动物和植物中， 除一部分水通道蛋白允许少量甘油通过外， 其余的水通道蛋白只允许水分子快速通过。 AQP1就是一个只存在于哺乳动物体内的特 异性的水通道蛋白，它在哺乳动物中的保 守性非常好。 • 水通道蛋白传输水的速率大概是自由扩散 的25倍，每秒能通过30亿个水分子。
水通道蛋白的发现
• 阿格雷小组使用蛙的卵细胞进行这种蛋白 的功能测试。 • 将这种蛋白的mRNA注射到蛙卵细胞中，使 其细胞膜上具有这种蛋白。然后将蛙卵放 入蒸馏水中，结果卵细胞迅速吸水膨胀破 裂。 • 这个蛋白被命名为水通道蛋白，官方命名 为AQP1。 • 人们又陆续发现了10种水通道蛋白，构成 了水通道蛋白家族的主体。
• 其中，罗德里克· 麦金农是因为钾离子通道 蛋白结构和机理研究上的贡献获奖
水如何进入细胞？
b. 不同分子通过人工脂双层的渗透系数（cm/s）（引自B. Alberts等）
问题的提出
• 在人工脂双层的通透性实验中可知，水分 子可以以自由扩散的方式穿过脂双层。但 是在一些要求高通透性的细胞中水分子的 扩散速度是很缓慢的，例如红细胞、肾小 管、唾液腺等。 • 在20世纪50年代到80年代，很多研究红细 胞的学者提出在红细胞膜上应该有可以运 输水的蛋白。而且用汞的化合物处理红细 胞膜可以抑制水的转运，由此推断运输水 的蛋白应该是含巯基的蛋白。
水通道蛋白的发现
• 第一个水通道蛋白的发现和纯化纯属意外 收获。1988年，阿格雷的小组在研究Rh抗 原的过程中，总有一种28kDa的蛋白质被同 时提纯。开始认为是大的多肽的降解产物， 后来发现在红细胞膜上这种蛋白非常丰富， 大约每个红细胞上有200,000个。而且从结 构上分析它应该是一种通道。后来在肾小 管中也提取出了这种蛋白。
水通道蛋白结构与功能的关系
2021/10/10
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对AQP1晶体学数据分 析表明，水孔蛋白由4个 亚基组成四聚体，每个亚 基都由6个跨膜α螺旋组 成。每个水孔蛋白亚基单 独形成一个供水分子运动 的中央孔，孔的直径稍大 于水分子直径，约0.28nm， 水孔长约2nm。
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四、对水分子的筛选机理
1）通道管的空间尺寸限制了比水分子大的小分子通过
20世纪50年代后期到80年代中期，一些对 血红细胞进行研究的学者提出在血红细胞膜上 可能存在有可以传输水分子的蛋白。
1988年Agre研究组从血红细胞和肾小管中 分离纯化了CHIP28（channel-like integral membrane protein，23kDa），又被命名为
AQP1
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在哺乳动物中，水通道蛋白大量存在于肾脏、血 细胞和眼睛等器官中，如肾小管的近曲小管对水的重吸收、 从脑中排除额外的水、唾液和眼泪的形成，对体液渗透、 泌尿等生理过程非常重要。
在植物中，水通道蛋白直接参与根部水分吸收及 整个植物的水平衡。
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二、水通道蛋白的发现
19世纪中叶，人们设想生物器官的表面存 在传输水和小分子溶质的通道“（channel）”。
直径约 0.28nm
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2）高度特异的亲水通道
尽管现在还没有完全揭示为何AQP1在对水分子快速 通过的同时能有效阻止质子的通过，表现出对水分子的特 异通透性，但已有的数据表明，这种特异性与两个半跨膜 区的Asn-Pro-Ala模式有关。AQP1中央孔的孔径无法通过 比水分子大的物质，而两个Asn-Pro-Ala中的Asn残基所带 的正电荷也排除了质子的通过，因此，AQP1是一个高度特 异的亲水通道，只允许水而不允许离子或其他小分子溶质 通过。
水通道蛋白
• 生物体的主要组成部分是水溶液，水溶液占人体
重量的70％。生物体内的水溶液主要由水分子和 各种离子组成。它们在细胞膜通道中的进进出出 可以实现细胞的很多功能。
• 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。
• 水通道蛋白的简介 • 发现历程 • 发展前景
什么是水通道蛋白？
• 即蛋白质在膜内，形
成专门输送水的穿膜 通道，存在于红细胞 和肾组织中，由4个 相同的亚基组成，每 个亚基(28 kDa)含6个 穿膜α螺旋，极大地 增加膜的水通透性。
• 水通道蛋白是专门运输水的跨膜蛋白，其
基因结构、基因表达调控、染色体定位、 蛋白质结构、组织分布和生理功能得到了 较为深入的研究。
美国波士顿附近的小镇伯灵 顿长大，１９８２年在塔夫 茨医学院获医学博士，现为 洛克菲勒大学分子神经生物 学和生物物理学教授。
• 彼得•阿格雷，1949年生
于美国明尼苏达州小城诺 斯菲尔德，1974年在巴 尔的摩约翰斯•霍普金斯 大学医学院获医学博士， 现为该学院生物化学教授 和医学教授。2004年来 到杜克大学，担任医学院 副院长。
发展前景
• 很多疾病，比如一些神经系统疾病和心血管疾病
就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的，对细胞膜 通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并 研制相应药物。
• 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。
水通道蛋白的发现和研究过程
水通道蛋白的发现和研究过程教学反思：有时让学生熟悉相关的科技发展热点，可以帮助学生理解有关的情境材料，更能解决相关的问题。
由于教材的关系，很多学生无法解决2012年北京高考题，因为不熟悉水通道蛋白相关的知识。
（2012年北京高考试题）科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。
实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率（cm/s×10-4）Ⅱ向卵母细胞注入蛋白A的mRNA 210.0Ⅲ将部分Ⅱ细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0（1）将I组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散（渗透）穿过膜的____________进入卵母细胞。
（2）将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA____________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积____________。
（3）与II组细胞相比，III组细胞对水的通透性____________，说明HgC12对蛋白A的功能有________作用。
比较III、IV组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能____________。
推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的____________。
（4）已知抗利尿激素通过与细胞膜上的____________结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的____________。
（5）综合上述结果，可以得出____________的推论。
【答案】（1）磷脂双分子层（2）翻译迅速增大（3）明显降低抑制部分恢复空间结构（4）受体重吸收（5）蛋白A是水通道蛋白一、水通道蛋白的发现过程1988年Agre（阿格雷）等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（CHIP28），他们很快分离得到了这种蛋白质，并没出了氨基酸序列，1991年完成了其cDNA克隆，并发现这种蛋白质在吸水能力很强的肾脏和红细胞中含量特别高。
水通道蛋白4的研究进展
水通道蛋白4的研究进展水通道蛋白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。
水通道蛋白（aquaporins，AQPS）就是一組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。
1 AQP4基本结构及分布AQP4基因位于人类染色体18q11.2与q12.1的连接处，包含4个外显子，负责127、55、27、92位氨基酸序列的编码，3个内含子位于其间。
从结构上看，其包括6个跨膜结构和A、C、E 3个细胞外环和B、D 2个细胞内环。
AQP4的四级结构是由相对分子质量约34 KD的4个具有独立活性的且均含有6条疏水性跨膜结构的单体组成的四聚体，每个单体的6条疏水性跨膜结构形成类似沙漏的水通道，仅允许单线通过1个水分子。
AQP4主要分布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，并大量表达在星形胶质细胞足突、胶质界膜、软脑膜及室管膜与其下星形胶质细胞的空隙中，目前尚未发现其在兴奋性细胞中表达[1]。
此外，AQP4呈极性分布于星形胶质细胞足突上，锚定蛋白和细胞周围环境对其这种分布起到了一定的作用[2]。
由此可以简单的通过AQP4的分布及表达特点推断其与中枢系统的水平衡有关。
2 AQP4与Kir4.1内向整流钾离子通道4.1（Inwardly rectifying K+ channel，Kir4.1）是中枢神经系统的一种膜蛋白，其具有内向整流的特点并能通过调节胞外过高的钾离子浓度而维持内环境的稳态。
水通道蛋白质4
水通道蛋白质4
水通道蛋白4是一种小的完整膜蛋白，在大脑中强烈表达。
它在围绕脑血管系统的星形细胞尾足的近腔侧具有高度极化的表达，并且还在软膜下和室管膜下星形胶质细胞突起以及室管膜细胞的基底外侧膜上表达。
水通道蛋白4主要参与双向水通量，但也具有多种作用，例如Ca²⁺信号传导、K⁺缓冲、神经炎症和废物清除。
水通道蛋白4诱导的星形胶质细胞水运动已被证明是促进血管旁间隙清除如淀粉样蛋白β的驱动力。
来自英国利物浦大学的Adjanie Patabendige团队认为，在缺血性卒中的早期阶段使用水通道蛋白4抑制剂会导致癫痫发作，因为水通道蛋白4依赖性神经兴奋涉及脑细胞外液中的K⁺/水偶联，因此限制了水通道蛋白4调节剂在癫痫患者中的使用。
需要注意的是，水通道蛋白4的调节需要进一步的研究来更好地理解其潜在的分子机制，这将有利于开发减少细胞毒性水肿的有效治疗策略。
如果成功，可能会创造一个有利于神经保护和神经再生的环境，从而减少与缺血性卒中相关的神经损伤。
生物膜中水通道的结构和功能
生物膜中水通道的结构和功能水是一种普遍存在于生命世界中的物质，生物体内的各种生物化学反应都需要水分子的参与。
而生物膜作为细胞内外的分界线，具有非常重要的生理功能，如维持细胞内外环境的稳定等。
因此，生物膜中水分子的运输是维持生命体系正常生理活动的必要条件之一。
生物膜中水分子是通过什么方式进行运输的呢？答案是水通道。
本文将讨论生物膜中的水通道结构和功能。
1. 细胞膜中的水通道水通道是一种高度选择性的膜蛋白，具有很高的水通透率和选择性，以及调控细胞内外水分子流动的重要作用。
水通道的发现是生物膜研究历程中的重要里程碑之一。
1988年，Denis 博士和Preston 博士在兔子眼睛的角膜上首次发现了一种水通道蛋白，即 aquaporin-1 (AQP1)。
此后，还陆续发现了其他水通道蛋白，如aquaporin-2 (AQP2)、aquaporin-3 (AQP3)、aquaporin-4 (AQP4)和aquaporin-5 (AQP5) 等。
水通道蛋白的发现使得我们对水在生物体内的运输方式和机制有了更深入的认识。
在生物膜内部，水通道蛋白主要分布在细胞膜上。
细胞膜是维持细胞内外环境差异的关键。
各种激素，包括抗利尿激素和催产素等，可以调节细胞膜水通道的数量和活性，进而影响细胞内外水分子的流动规律，从而对生理活动产生影响。
2. 生物膜中水通道的结构不同种类的水通道蛋白具有相同的结构特征，其中最典型的是 aquaporin 超家族的水通道。
该超家族的水通道蛋白被广泛分布于大多数生物体中。
这类蛋白由六个跨膜α螺旋和两个细胞外远离膜表面的环状体（NPA盒）构成。
NPA盒是两个相互靠近的氨基酸序列，由芳香基和蛋白质中的其他功能性基团组成。
这两个盒子之间的构象选择性域能够选择性通透水分子，同时可以排除水分子和其他溶质的通过。
水分子的带电部位通过 NPA 盒间的电荷互作用来选择性地通过水通道蛋白，进而完成水分子的运输。
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
ＡＱＰ５
ＡＱＰ５分布在各种腺体细胞中，如位于肺的Ｉ
型肺泡上皮细胞、上呼吸道的分泌上皮细胞和颌下腺、腮腺 上皮细胞等。杨美等ｎ５３的实验研究结果表明，ＡＱＰ５分布于 大脑皮质的软脑膜、脉络丛、血管周围、海马锥体细胞层、齿 状回颗粒细胞层、视上核、视交叉上核内和大脑纵裂两侧皮 质深部，与ＡＱＰ４分布范围相似。ＡＱＰ５与唾液的分泌有 关，ＡＱＰ５基因敲除小鼠唾液分泌明显减少［１”。ＡＱＰ５还可 能参与肺内炎症时液体转运异常。另外，ＡＱＰ５定位在耳旁 腺体的分泌颗粒膜的表面，参与了分泌颗粒膜的渗透调
ｒｉｎｓｉｃ
ｐｒｏｔｅｉｎ）有２０％～４０％的氨基酸序列同源性。目前所发现的 ＡＱＰ均属ＭＩＰ家族，后经证明内源性蛋白亦有弱的水通道 活性，被命名为ＡＱＰ０。迄今为止，ＡＱＰ家族已经被认为是 一个拥有１３个成员的蛋白质群体，分别为ＡＱＰＯ～ＡＱＰｌ２。
１．２
ＡＱＰ的研究方法
１．２．１免疫组化该方法比较成熟，简单易行，研究用组织 块条件比较宽松，可用于常规固定的新鲜组织，也可以用于
２．１０
气管、鼻咽等上皮细胞［１“，在消化系统的结肠、肝脏、胰腺和 小肠组织中也有表达。
２．５
ＡＱＰ４
ＡＱＰ４又称汞不敏感型水通道［１“，于１９９４年
被Ｈａｓｅｇａｗａ等从大鼠的肺中克隆出来，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ｅＤＮＡ也从大鼠脑中被分离出来。ＡＱＰ４含有３０１个 氨基酸，在所有哺乳动物的ＡＱＰｓ中，ＡＱＰ４的水通透性是 最强的。ＡＱＰ４分布广泛，在脑中含量丰富，可能参与脑脊 液的重吸收、渗透调节、脑水肿调节【１”。ＡＱＰ４在脑中的这 种分布为脑脊液代谢、脑水肿形成、水跨膜转运和其他与水 代谢有关疾病的形成机制提供了理论依据，且为寻求治疗脑 水肿及其他水代谢性疾病的新方法提供了线索。ＡＱＰ４也 表达在肾集合管主细胞、气管和支气管上皮细胞的基底膜、 肌肉以及睫状体、虹膜、视网膜等结构。ＡＱＰ４在细胞膜上 形成特殊的直交正方形结构［】“。
水通道蛋白的发现及应用讲稿
彼得·阿格雷（Peter Agre），科学家。
1949年生于美国，1974年在巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学医学院获医学博士，现为该学院生物化学教授和医学教授。
由于发现了细胞膜水通道蛋白，在2003年获得诺贝尔化学奖。
水通道蛋白发现历程19世纪20年代以前，人们认为水分子只是以自由扩散形式透过细胞膜，但是后来通过自由扩散方式水分子通过量很少且活化能很高，难以解释水分子以很快速度大量通过细胞膜，且通过菲克第一定律测量出细胞膜对水的通透性远高于人造脂质体，并且Posm(渗透水通透系数)／Pdw（扩散水通透系数）>1。
于是当时人们提出细胞膜上很可能存在调控水分子和其他小的溶质分子进出细胞的某种通道。
50年代，许多科学家（Arthur K. Solomon in Boston, Alan Finkelstein in New York, Robert Macey in Berkeley, Gheorghe Benga in Romania, Guillermo Whittembury in Venezuela, Mario Parisi in Argentina）通过大量实验证实水分子能快速，大量通过选择性通道进入红细胞，而其他分子或离子（H+）通不过，这种现象同样存在于唾液腺，肾脏和膀胱（99%的水分被肾小管重吸收利用）中。
尽管科学家做了努力，但由于这种分子通道十分简单，因此始终未能分离并鉴定。
1988年，Peter Agre和他的团队在研究分离提纯兔子Rh血型抗原蛋白（利用抗体—抗原结合特性来鉴定一定分子质量的物质并进行过滤）结果发现抗体与质量接近30kDa的蛋白结合，起初以为是32kDa的抗原水解产物，但是由银光标记的琼脂糖凝胶电泳实验（SDS-PAGE）结果显示有一条28kDa的不连续条带。
他们发现此蛋白不被考马斯亮蓝等染液染色，排除了抗原水解产物的可能。
这便引起了Peter Agre的极大兴趣。
水通道蛋白 人 过氧化氢
水通道蛋白人过氧化氢水通道蛋白是一类在生物体中起着重要作用的蛋白质，它们参与调节细胞内外液体的平衡和渗透压的维持。
水通道蛋白在人体中也被广泛研究和应用。
过氧化氢则是一种化学物质，化学式为H2O2，具有氧化性质，常见于生物体内外。
以下将从不同角度对水通道蛋白和过氧化氢进行全面回答。
1. 结构和功能，水通道蛋白是一类跨膜蛋白质，主要在细胞膜上形成通道，调节水分子的进出。
人体中最常见的水通道蛋白是AQP1-12。
过氧化氢是一种氧化剂，可在生物体内发挥抗菌作用，也参与一些生物化学反应，但过量的过氧化氢会对细胞产生氧化损伤。
2. 生理作用，水通道蛋白在肾脏、肺部、神经系统等器官中发挥重要作用，调节体液平衡和细胞内渗透压。
过氧化氢在机体内参与免疫反应，起到抗菌作用，也在一些信号传导途径中发挥作用。
3. 相互关系，过氧化氢的生成和清除与水通道蛋白有一定关联。
过氧化氢可以通过水通道蛋白进入细胞内，而水通道蛋白也可能受到过氧化氢的影响而发生结构或功能上的改变。
4. 相关疾病，水通道蛋白的异常表达或突变与多种疾病相关，如肾脏疾病、水肿等。
过氧化氢在体内过量积累也与氧化应激相关疾病有关，如癌症、心血管疾病等。
5. 应用领域，由于水通道蛋白在调节水分平衡中的重要作用，目前有关水通道蛋白的研究也涉及到药物开发和临床治疗。
而过氧化氢也被应用于医学消毒、工业生产等领域。
总的来说，水通道蛋白和过氧化氢在生物体内都具有重要的生理作用，它们的研究和应用对于理解生命活动和疾病治疗具有重要意义。
希望以上回答能够全面且清晰地解答你的问题。
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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 adjusts1 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，而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。
因此，人们推测水的跨膜转运除了简单扩散外, 还存在某种特殊的机制, 并提出了水通道的概念。
20世纪80年代中期，美国科学家彼得·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（图2）。
图2 细胞膜上的跨膜通道图3 水分子通过水通道蛋白AQP1那么水通道蛋白为什么只允许水分子而禁止其它的分子和离子通过？水通道蛋白AQP1的立体空间结构于2000年被解出后（图3），科学家得以解释水通道对水分子的高度选择性——水分子在通道上半与下半部具有相反方向的偶极矩，故可防止质子的通过。
从而揭示了水通道蛋白（Aquaporin，AQP）均具有选择性的让水分子通过的特性。
已知与AQP1相似的水通道在人体内至少有十一种。
尤其是AQP1及AQP2两种水通道蛋白对每天对尿液吸收一百五十至两百公升水的肾脏最为重要。
由此，我们知道水通过两种机制穿过膜：一种是通过脂双层的扩散。
因为脂双层虽是疏水的，其中并非没有空间，水分子可以通过氢键在其中形成类似冰的结构，从而穿过膜；第二种机制是通过专一的水通道蛋白（AQP），它是一类膜蛋白，相对分子质量不大。
植物细胞的质膜和液泡膜中各有不同的水通道蛋白。
根据来自动物的水通道蛋白的研究，这类蛋白质分布很广泛，意义重大。
2 对水通道蛋白的研究进展2.1 对水通道蛋白AQP1的研究水分子穿越双磷脂生物膜的输运机理是生理学和细胞生物学中一个长期未能解决的重要问题。
AQP1的发现和鉴定使得人们确认出一个新的蛋白质家族———水通道蛋白家族。
正是这一蛋白家族的存在，使得水分子可以进行快速的跨膜传输【3】。
AQP1 在细胞膜中以四聚体形式存在（图4），每个单聚体（即一个AQP1 分子）是一个独立功能单元，中心存在一个通道管。
它由6个贯穿膜两面的长α螺旋构成基本骨架，其中间有两个嵌入但不贯穿膜的短α螺旋几乎顶对顶地放置着（图5）。
在两个短螺旋相对的顶端各拥有一个在所有水通道家蛋白中都保守存在的Asn-Pro-Ala（NPA）氨基酸组单元。
它们使得这种顶对顶结构得以稳定存在。
从两个螺旋的顶端分别延生出一条氨基酸残基松散链条分别回绕，走向各自的膜面。
图4 水通道蛋白的投影密度图。
图5水通道蛋白的α螺旋结构构造。
2.2 水通道蛋白成员在人体组织中的分布情况【4】泌尿系统已经有AQPI, AQP2, AQP3, AQP4, AQP6,AQP7, AQP8等7种水通道蛋白亚型在肾脏内被发现；呼吸系统中共发现4种水通道蛋白亚型:AQPI, AQP3, AQP4, AQPS；消化系统至少有8种水通道蛋白(AQP I、AQP3、AQP4、AQPS、AQPS、AQPg、AQP10、AQP12)在消化道上皮表达；神经系统中的脑内水通道蛋白主要是AQP3、AQPS、AQP8等存在于神经元内，AQP3、AQP4、AQPS、AQPS和AQPgmRNA则存在于星形胶质细胞中。
3 水通道蛋白对人体的功能及作用AQP作为细胞膜上的一种对水专一的通道蛋白，普遍存在于动植物及微生物细胞膜上，尤其在动物体中的功能和作用日益凸显。
研究其对人类疾病的治疗无疑具有重要的价值，目前已发现人体内至少有11种【5】（AQP0～AQP10），其中大部分存在肾脏、大脑、眼睛和心脏中.3.1 AQP与眼眼组织是人体含水最丰富的器官，其多项生理功能的完成依赖于快速、高效的细胞水转运。
而水通道蛋白是遍布于机体内与水的转运有关的通道蛋白，在眼组织亦有多种类型的水通道蛋白分布。
如AQPO存在于晶状体纤维细胞；AQP1在睫状体和虹膜上皮、角膜及小梁网、视网膜等处表达；AQP3位于结膜上皮；AQP4在睫状体非色素上皮细胞和视网膜等多部位表达【6】。
水通道蛋白1（Aquaporin- 1，AQP1）在各种类型及不同发展时期原发性青光眼患者的小梁组织中表达的改变，为研究青光眼的发病机理及治疗提供一条新的思路。
目前已证实：1.持续高眼压可破坏小梁网正常结构，使小梁细胞数目减少，导致结构和功能异常，并可使小梁网AQP1的表达减少；2. 眼压急剧升高的早期，机体能够自主上调小梁网内皮细胞膜AQP1的表达【7】。
3.2 AQP与肾梗阻性黄疸是胆道外科常见疾病,临床上约8%的患者在手术期出现急性肾功能不全。
人们发现水通道蛋白之后,就可以利用其特点在分子水平研究肾损伤。
AQP 3是肾脏集合管自由水代谢调节的主要蛋白质。
梗阻性黄疸肾集合管损伤的研究对于指导临床早期治疗具有重要意义【8】水通道蛋白基因在胎肾中表达的研究，现已发现共有7种水通道蛋白(AQP)1,2,3,4,6,7,8在肾脏中表达,主要集中在近曲小管、亨勒袢降支、集合管等;AQP1-4参与水的重吸收和尿浓缩,有关AQP6-8的生理与病理意义不明【9】3.3 AQP与肺肺分布于肺组织的AQP有6种(AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8及AQP9),分别表达于肺组织的不同部位,其中AQP1、AQP3、AQP4及AQP5在肺泡毛细血管间水的转运中发挥重要的作用,可能参与了出生时肺泡液体的吸收、气道的湿化、肺水容量的调节及肺水肿的形成。
就水通道蛋白在肺组织的分布、功能及与肺出血的关系作如下综述【10】：水通道蛋白（AQP）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【11】。
水通道蛋白的发现使肺水肿的研究跃入了一个全新的阶段，它的发现使我们能够在分子水平认识肺水肿发生、发展的全过程。
对肺水肿发生后AQPs的变化机制和AQPs家族成员在肺脏的分布、表达、调控和代谢机制以及AQPs在肺水肿发生、发展中的作用的深入研究，将会对研究肺水肿的发病机制有重要意义，从而为临床对肺水肿的治疗提供新思路、新途径。
3.4 AQP与心AQP2是1993年被克隆确认的水通道蛋白家族中的一种,位于肾脏集合管主细胞管腔侧和靠近管腔侧的囊泡内,是血管加压素依赖性水通道,是调节肾脏集合管对水通性的关键蛋白,在调节肾脏水平衡中起重要作用,并被认为是维持体内水平衡的必需物质;水通道蛋白2是血管加压素对肾脏集合管调节的重要对象,进而达到改变集合管主细胞水通透性的目的,调节方式有两种,即短期调节和长期调节;AQP2的调节机制异常与某些心血管系统疾病,如充血性心力衰竭、高血压的发病和其所致的病理生理学改变密切相关【12】。
3.5 AQP与脑在哺乳动物内已发现有十种水通道蛋白（AQPO－AQP9）分布于水代谢活跃的器官。
每种水通道蛋白都具有组织分布特异性，不同水通道蛋白之间的结构相似，均以四聚体形式存在，每一单体构成一个功能单位（水通道），具有转运水的功能。
脑组织中的水通道蛋白主要的AQP4和AQP1，其分子结构与功能在基因水平存在动态调节【13】。
深入研究它们在脑内的分布与功能，尤其与脑水肿之间的关系，对指导脑水肿治疗和开发新药均具有重要意义。
作为具有高度选择性的水通道特异蛋白家族，其中AQP4则主要分布于脑部。
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【14】。
4 总结水通道蛋白作为细胞膜上的重要水通道之一有着特殊的意义。
研究者们通过对水通道蛋白的深入研究，尤其是对人体细胞的11种AQP的功能和作用的全面揭晓，对人类的某些疾病治疗有着非常重要的作用。