水通道蛋白!在中枢神经系统中的分布及其调节孙国柱"张庆俊#"王"浩"（河北医科大学第二医院神经外科，河北"石家庄"$%$$$$）""〔关键词〕"&’(!；脑；脊髓；解剖定位；调节因素〔中图分类号〕!"#$$%&’；"#$’；"()#%#!!〔文献标识码〕!*!!〔文章编号〕!’++,-.$+$（$++(）+&-+&+/-+##"北京大学人民医院神经外科作者简介：孙国柱（#)*)+），男，医学博士，副主任医师，主要从事脑水肿以及脊髓空洞症的基础及诊治研究。""水通道蛋白!（,-.,/0123!，&’(!）是#))!年4.56等利用水通道蛋白家族的同源性克隆分离出来的，在中枢神经系统分布最为丰富，参与了脑脊液的重吸收、渗透压调节。近期研究证实&’(!参与了脑挫伤、肿瘤、炎症、脑血管病所引起的一系列脑水肿病理过程。现对&’(!在中枢神经系统的定位及其调节机制作一综述。’!&’()分子结构和遗传特性""&’(!是由!个独立具有活性的亚单位组成的四异聚体，其氨基端和羧基端均位于胞内，整个分子前后两部分在序列上相似，呈#7$8定位的正面对称结构。每个亚单位含有*条疏水性的跨膜!右手螺旋结构，均有独立转运水的孔道。各亚单位间有%个长度不同的连接环（&、9、:、;和<环），&、:、<环为胞外环，9、;环为胞内环。&、:、;环为=个不同长度的连接环；9、<环为>个功能性的长环，分别含=个主要为天冬+脯+丙氨酸（?(&）的氨基酸，这些?(&环从双分子层相对的面折叠入膜中，在双分子层中线处交叉重叠就形成了狭窄的开放水孔道，且周围被*条跨膜的螺旋所包绕。分子重组体研究证实其每个单位的孔道呈“沙漏”模型。&’(!第#7)位氨基酸残基不是半胱氨酸，不能与汞结合堵塞水通道，又称汞不敏感性水通道蛋白。""&’(!基因由!个外显子组成，分别编码#>@、%%、>@、)>位氨基酸序列，其间有=个内含子，其长度分别为$A7、$A=和%A>BC。&’(!基因定位于人的染色体#7-##A>与-#>A#之间的连接处。$!&’()在脑内的分布及其功能""&’(!主要分布在星形胶质细胞膜，至于是否还存在于神经元和其他类型胶质细胞膜仍有争论。D05EF,等〔#〕实验发现&’(!3G?&在大鼠星形胶质细胞内有表达，而在神经元、少突胶质细胞、小胶质细胞和脑膜成纤维细胞内未见表达。HE5E10等〔>〕的实验结果发现&’(!主要分布于星形胶质细胞膜表面，而在神经细胞上分布是有选择性的，主要分布于细胞体较集中的神经核团或神经细胞层的胞体上。""一般认为，&’(!是大脑的主要水通道蛋白，广泛分布于前脑、间脑、中脑、小脑、脑干等部位。其中，主要分布于星形胶质细胞、软脑膜、室管膜、脉络丛、脑血管的内皮细胞、下丘脑的视上核和室旁核〔=，!〕："对于星形胶质细胞，其分布具有极性，突出是靠近蛛网膜下腔、位于血管周围的星形胶质细胞表面和星形胶质细胞的终足紧密包绕毛细血管壁形成的一层胶质界膜上表达强烈〔%〕，可能由于此界膜构成血脑屏障的第二道隔膜，起调节水运输的作用。#脑表面的软脑膜、脑室系统的室管膜细胞、脉络丛上皮细胞的&’(!分布与脑脊液分泌和重吸收部位一致，脑脊液可能通过这些组织细胞上的&’(!分泌和被重吸收〔*〕。$内皮细胞两侧表达的量没有差别，&’(!与细胞内陷相关〔@〕。%还有学者发现&’(!在下丘脑的视上核和室旁核神经元细胞膜上也有分布〔7〕，这些核团的神经大分泌细胞对细胞膨胀等容量变化十分敏感，渗透压改变#I即可通过合成和释放抗利尿激素（&H(）调节肾脏水的排泄。这一现象提示&’(!可能作为渗透压感受器或受体，通过加强对微小渗透压变化产生迅速而敏感的细胞容量改变，而在下丘脑的&’(!调节渗透压，参与全身的水代谢。&分布于海马、小脑、脑干神经核团和部分皮质神经元上的&’(!主要参与调节细胞外间隙大小以及细胞外间隙中的JK浓度。""&’(!在脑组织的分布随发育而变化。LE5等〔)〕在大鼠生后发育过程中检测了脑&’(!表达水平，发现&’(!在生后第#周含量较低，在第>周明显增加，由生后@F的>I增到生后#!F的>%I。&’(!表达时间过程及模式显示：从发育的第>周开始，&’(!已经开始对脑内水和JK体内平衡起重要作用。还有研究发现&’(!在从神经干细胞开始分化为胶质细胞的初期和胶质细胞分化周期的M$、M#期均有表达，推测&’(!参与了血脑屏障的功能...
