水通道蛋白3的研究進展

陳利瓊 朱雪瓊

1991年Argre等完成了對AQP1的克隆和鑒定，從而確定了細胞膜上存在轉運水的特定性通道蛋白。迄今為止，已經發現了13種水通道蛋白，即AQP0～AQP12，稱水通道蛋白家族［1～3］。水通道蛋白(aquaporins，AQPS)是特異性轉運水的蛋白家族，能顯著增加細胞膜水的通透性，參與水的分泌、吸收及細胞內外平衡的調節。水通道蛋白同時具有促進細胞遷移、細胞增殖、細胞凋亡的作用。水通道蛋白3(AQP3)是水通道蛋白家族成員之一，除對水有通透性以外，還能夠通透甘油和尿素的水通道蛋白。現就水通道蛋白3在婦產科領域的研究動態做一綜述。

一、AQP3的概述

1.AQP3在正常胎盤、胎膜中的表達:水通道蛋白3最先從小鼠的腎臟發現，在腎臟集合管的基膜表達［4］。AQP3的分子質量約為29kDa，對單價離子如Na+、K+、Cl－等沒有通透性，但能通透水、尿素、甘油等。2000年 Johnston等［5］用 RT－PCR檢測到AQP3mRNA在羊膜上的表達，AQP3從羊妊娠第60天開始表達，到妊娠后期表達水平增加，在妊娠100天時表達增加16倍。2002年Mann等［6］在人類胎膜上未發現AQP3的表達。2004年Liu等［7］用RTPCR發現AQP3在羊的胎盤滋養細胞表達，在羊妊娠66、100、140天時呈高表達。2005年在人類的組織芯片研究中發現，AQP3在人類很多組織中表達，尤其在腎臟的基膜細胞、遠端結腸、空腸上皮細胞、氣管和支氣管上皮細胞等呈高表達［8］;AQP3在前列腺基膜細胞，輸卵管上皮細胞、子宮內膜、關節軟骨細胞中呈中等表達;AQP3在骨骼肌、心肌、生精管、羊膜上皮細胞、胎盤和卵巢等呈輕度表達。2006年Wang等［9］用RT－PCR和IHC法發現AQP3在胎盤合體滋養細胞、絨毛膜滋養細胞和羊膜上皮細胞上表達。上皮細胞中AQP3的高表達和非上皮細胞中的的表達，認為AQP3與人類體內的水化屏障和滲透壓的動態平衡調節有關。

2.胎盤胎膜中 AQP3表達相關的調節因素: Wang等［9］應用RT－PCR技術研究cAMP對正常足月妊娠產婦的羊膜上皮細胞中AQP3mRNA表達的關系，發現forskolin(腺苷酸環化酶激動劑)和SP－cAMP(PKA的激活劑)培養2h均使人羊膜上皮細胞中AQP3mRNA表達增加，且前者培養10h后仍保持上升，20h后回落到原始水平。因此認為在人羊膜上皮細胞中第2信使cAMP可以上調羊膜上皮細胞中AQP3mRNA的表達。

二、水通道蛋白與羊水量的調節

正常羊水圍繞胎兒，與胎兒的生長發育密切相關。羊水的來源從母親的血漿通過胎盤，逐漸改變為胎兒尿液增加和胎兒肺液的產生。羊水的重吸收包括胎兒吞咽、胎膜的吸收和膜內途徑吸收。近年來研究發現，羊水膜內吸收途徑，不僅介導水的轉運，而且在羊水成分調節中有重要的作用。Liu等［7，10］研究表明AQP3在羊胎盤發育過程中的表達水平在妊娠100天時最高，與胎兒的快速生長時期一致，提示其在母胎液體平衡交換中可能有一定作用。Wang等［9］用RT－PCR和免疫組織化學研究正常晚期妊娠孕婦胎膜上AQP3的表達，RT－PCR發現AQP3在人類胎盤、絨毛膜、羊膜上表達，免疫組化發現AQP3在胎盤合體滋養細胞、絨毛膜滋養細胞和羊膜上皮細胞中表達。AQP3的表達受cAMP的調控而上調，認為AQP3不僅通透水、甘油、尿素，其在胎膜上的表達調節，可能與羊水的動態平衡有關。Beall等［11］研究發現老鼠妊娠第10～16天時胎盤上AQP3表達增加，在妊娠10～19天時胎盤上AQP3的表達沒有變化，隨著妊娠的進展AQP3在羊膜上的表達沒有變化，羊水的多少與胎盤上AQP3的表達呈負相關，認為AQP3主要調節母體循環通過胎盤的水流量。Wang等［9］在原代培養的人羊膜、絨毛膜和胎盤組織中均有mRNA的表達，且在胎盤中最高，在羊膜中最低，可能與維持羊水平衡和液體交換有關。2009年朱雪瓊等［12］采用實時熒光PCR方法發現AQP3基因在人羊膜、絨毛膜和胎盤中表達，同時免疫組織化學法表明AQP3主要在人羊膜上皮細胞，絨毛膜滋養細胞和胎盤滋養細胞中表達，AQP3在羊水過少孕婦胎盤滋養細胞上的表達明顯上調，其在羊膜上的表達下調，認為AQP3可能增加母體到胎兒的水流量。朱雪瓊等［13］同時發現AQP3在羊水過多孕婦羊膜上皮細胞和絨毛膜滋養細胞中的表達上調，而在胎盤滋養細胞中的表達下降，認為AQP3可能增加羊水的膜內吸收途徑，同時減少母體循環中通過胎盤的水流量，試圖維持羊水平衡。

三、AQP3與生殖

生殖過程的許多方面涉及到液體的改變，如卵泡的發育、胚胎的發育、精子的發育成熟、精液的形成等，都與大量液體的分泌和重吸收密切相關。大量研究顯示AQP豐富的表達于睪丸、精子、卵泡、子宮等組織。哺乳動物精子從男性生殖管道向女性生殖管道轉移過程中經歷一次滲透壓的下降，這種低滲狀態不僅能激活精子的蠕動，還可以造成精子結構和功能的變化。研究發現AQP3在精子的尾部表達，AQP3缺陷的精子其蠕動功能激活正常，但增加漏出，導致細胞腫脹，最終導致精子體積調節障礙和細胞過度腫脹，阻礙精子進入輸卵管，影響受孕，提示AQP3可能與精子體積調節和精子的運動有關［14］。人類卵巢的排卵與血漿滲透壓的改變和大量液體的擴張有關。Jo等［15］研究發現，AQP3在老鼠未成熟卵母細胞及體外成熟的卵母細胞中表達，未成熟卵母細胞發育過程中AQP3表達增加，待成熟后AQP3表達下降，提示AQP3與未成熟的卵母細胞發育有關。Thoroddsen等［16］研究發現，AQP1～4在細胞囊和顆粒細胞表達，在排卵期時AQP3的表達增加，提示可能與濾泡破裂有關。Meng等用 RT－PCR檢測老鼠卵母細胞AQP3mRNA的表達，顯示PMSG聯合HCG控制性超排卵導致小鼠M－Ⅱ卵母細胞上AQP3表達水平下降，可能影響了水分子和滲透性保護劑等成分在細胞內外的分布，加重了凍存對細胞超微結構的損害，從而使卵母細胞的凍融存活率降低，導致受孕率的減少。

四、AQP3與妊娠期高血壓疾病

妊娠期高血壓疾病是一種全身小血管痙攣導致內皮損傷為特征性疾病，內皮損傷或功能異常導致血管通透性增加及體液及蛋白質滲漏，是妊娠期高血壓疾病發生發展中的中心環節。李留霞等分別報道了AQP1和AQP3在妊娠期高血壓疾病患者胎盤和胎膜上的表達，認為其與妊娠期高血壓疾病病情程度有關。本研究采用免疫組化測定子癇前期和正常妊娠患者胎盤胎膜上AQP3的表達發現，AQP3在子癇前期患者胎盤上的表達較正常妊娠組上調，其中重度子癇前期組胎盤上的AQP3的表達較輕度組升高，提示可能是胎盤上的AQP3表達增加，引起細胞凋亡增加，滋養細胞淺著床，導致血管重鑄障礙，導致胎盤缺血缺氧，導致子癇前期的發生。

五、AQP3與妊娠期糖尿病

妊娠期糖尿病是妊娠期間發現或發病的由不同程度糖耐量異常及糖尿病引起的不同程度的高血糖。近年研究發現其可能與胰島素抵抗、炎癥因子、細胞因子、遺傳因素等有關。妊娠期糖尿病孕婦易并發羊水過多、流產、早產、胎兒生長受限、巨大兒等并發癥，是否存在胎盤胎膜上水通道蛋白的異常表達，目前研究不多。劉廣智等研究發現水通道蛋白3 mRNA在妊娠期糖尿病的孕婦胎膜上的表達水平明顯高于正常孕婦組，而水通道蛋白1在妊娠期糖尿病組和正常孕婦兩組中的表達無明顯異常。

六、AQP3與乳汁分泌

Matsuzaki等采用RT－PCR和免疫組化方法對小鼠乳腺細胞的檢測發現AQP3在乳腺分泌上皮細胞基膜和小葉導管上皮細胞表達，且在未妊娠的老鼠中未發現AQP3的表達，提示AQP3可能在乳汁的形成和分泌中起作用。

七、AQP3與婦科腫瘤

惡性腫瘤最基本的生物學特征是癌組織的無限增殖和瘤細胞的分化異常。研究表明AQP與腫瘤血管生成及腫瘤的生長及擴散有關。Ji等研究發現AQP3在卵巢癌細胞中表達，EGF刺激卵巢癌細胞遷移后，發現其AQP3表達上調，此外發現用姜黃素治療后，其AQP3表達下調，提示AQP3可能增強卵巢癌細胞的增殖及轉移能力。李留霞等研究發現AQP3在交界性和惡性卵巢上皮性腫瘤組織中的表達水平高于正常卵巢組織和良性卵巢腫瘤組織，并且隨著惡性卵巢上皮性腫瘤的組織學分級及臨床分期的遞增，AQP3的表達水平也遞增，提示AQP3的高表達與卵巢上皮性腫瘤的發生、發展、浸潤和轉移有關。

八、AQP3與性生活

ParK等對雌性老鼠陰道神經刺激60s后再處死，采用Western boltting和免疫組化法檢測陰道上AQP1、AQP2和AQP3的表達，結果發現AQP1在陰道毛細血管和靜脈表達，AQP2在陰道上皮細胞細胞質中表達，AQP3在陰道上皮細胞細胞膜中表達。陰道神經刺激后AQP3在陰道內的表達沒有變化，提示AQP3可能與陰道潤滑及性生活無關。

總之，水通道蛋白的發現使我們能夠在分子水平認識一些婦產科疾病的發生發展的過程，從而為臨床更好治療疾病提供新的思路和途徑。

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