中藥調控水通道蛋白表達的研究進展※

卓祖順 謝 斌 施 旻 王 飛 聶建華

津液是人體內正常水液的總稱，具有滋潤濡養之效，可維持臟腑正常生理功能，并受臟腑調控。中醫認為臟腑功能與津液代謝相互影響，而針對性的中藥可調節臟腑生理功能，平衡津液代謝。

水通道蛋白（Aquaporins，AQPs），又名水孔蛋白，廣泛分布于人體各個組織與器官，是維持細胞水液代謝的重要通道。目前發現AQPs 共有13種亞型，參與機體水液代謝平衡，維持正常生命活動。基于中藥調控AQPs 的相關研究，可以從分子水平詮釋中醫平衡津液代謝的作用機制，為中藥治療津液代謝失調類疾病提供客觀依據。近年來，單味中藥及中藥復方調控肺、胃、腸與腎AQPs 的表達為研究熱點，本文對此展開綜述，為今后的研究與臨床精準用藥提供參考。

1 中醫對津液代謝的認識

《黃帝內經》最早闡述津液代謝需要多個臟腑共同參與，如《素問·經脈別論》曰：“飲入于胃，游溢精氣，上輸于脾。脾氣散精，上歸于肺，通調水道，下輸膀胱。水精四布，五經并行，合于四時五臟陰陽，揆度以為常也。”《素問·逆調論》進一步指出：“水者，循津液而流也，腎者水臟，主津液，主臥與喘也。”同時《脾胃論》指出：“大腸主津，小腸主液，大腸、小腸受胃之榮氣，乃能行津液于上焦，灌溉皮膚，充實腠理。”中醫認為津液代謝始于水谷入胃，經胃腐熟，傳至小腸，小腸泌別清濁，濁者為水谷之糟粕，下納大腸，腸攝水液，余為糞便，排出于外；清者為水谷之精微，上輸于脾，脾主升清，上歸于肺，經肺氣宣發肅降，將清中之清布散于四肢百骸，而清中之濁，外達肌表，化為汗液，下輸膀胱，經腎氣化，化為尿液，排出于外。由此可見，津液代謝與肺、胃、腸、腎最為相關。

2 水通道蛋白結構、功能與分布

從結構與功能上來看，AQPs是一種跨膜蛋白，由270 個氨基酸，6 個跨膜段組成，位于第二、三跨膜螺旋之間的B環與第五、六跨膜螺旋之間的E環中存在2 個半孔螺旋，每個半孔螺旋從一個天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸（Asn-Pro-Ala，NPA）開始，與周圍幾種氨基酸一起，形成通道孔的關鍵結構，可調控水液在細胞膜上的雙向運輸，被稱為“細胞的水泵”。因此，AQPs是細胞水液運輸的途徑之一。

從分布上看，水孔蛋白在肺部僅有AQP1、AQP3、AQP4、AQP5 表達[1]。在胃腸道中，AQPs 的分布具有復雜性，其中AQP1 在胃腸內皮細胞中大量分布，AQP3 和AQP4 在胃腸道上皮細胞的基底膜外側中高度表達，AQP7、AQP8、AQP10和AQP11在小腸與大腸的上皮細胞頂端大量表達[2]。在腎臟中，AQP1、AQP7分布在近端小管，而AQP2、AQP3和AQP4則分布在集合管系統，AQP6、AQP8和AQP11定位于細胞質[3]。綜上所述，AQPs在人體肺、胃、腸與腎中廣泛分布，并參與機體內水液代謝。

3 中藥對肺AQPs表達的影響

在中醫理論中，肺為水之上源，津液通過肺氣宣降，上輸頭面，外達肌表，下注臟腑，參與全身津液的布散，而內、外因皆可擾肺，導致肺內與全身津液布散異常。內因以氣虛、陰虛為主，外因以風邪、寒邪、熱邪、燥邪為主，影響肺氣宣降，阻礙津液布散。中醫常以益氣、滋陰、祛風、散寒、清熱、潤燥等方藥治之，以恢復肺臟生理功能，調節津液代謝。

3.1 單味中藥調控肺部AQPs 表達竹瀝具有清熱化痰之效，研究[4]表明，竹瀝能夠增強肺組織中AQP1、AQP5 表達，降低腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（NInterleuki-6，IL-6）的濃度，減輕慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Lung Disease，COPD）模型大鼠的癥狀。麥冬為養陰潤肺的常用藥物，研究[5]發現麥冬能夠上調肺部AQP1、AQP5 表達，減輕肺炎支原體小鼠肺組織病理損傷。虎杖具有利濕、化痰之效，研究[6]表明其有效成分虎杖苷可以提高大鼠肺部AQP1、AQP5 表達，降低肺部TNF-α 濃度水平，糾正水液代謝失衡，減緩肺部水腫。可見，竹瀝、麥冬、虎杖等單味中藥能夠調控肺部AQP1、AQP5的表達水平，調節津液代謝，改善肺部功能。

3.2 中藥復方調控肺部AQPs表達

3.2.1 減輕肺水腫 AQP1、AQP5 是肺部水液代謝的重要途徑之一，上調肺部AQP1、AQP5表達水平，可以提高肺部水液運轉能力，減輕肺水腫。肺與大腸相表里，大承氣湯具有通腑泄熱之效，研究[7]證實大承氣湯可以增加肺部AQP1、AQP5 的表達，減輕急性肺損傷所致肺水腫狀態。激活環磷酸腺苷（Cyclic adenosine monophosphate，cAMP），可使蛋白激酶A（protein Kinase A，PKA）磷酸化，上調肺部AQP1、AQP5 表達，促進肺內水液代謝。小青龍湯具有散寒化飲之效，研究[8]證實小青龍湯可以激活cAMP/PKA 信號通路，上調AQP1、5 和上皮細胞鈉通道α 亞單位的表達，減輕肺水腫，改善肺功能。王文霸等[9]研究發現，麻黃湯合大承氣湯可上調AQP1、AQP5表達，減輕肺水腫，其機制與激活cAMP/PKA 信號通路相關。可見，大承氣湯、小青龍湯、麻黃湯合大承氣湯等中藥復方可上調肺部AQP1、AQP5表達，促進肺部水液轉運，其機制與激活cAMP/PKA信號通路有關。

3.2.2 抑制氣道黏液高分泌 黏蛋白5AC（Mucin 5 Subtype AC，MUC5AC）是分泌型黏蛋白之一，上調黏膜下腺AQP5 表達會引起黏蛋白濃度降低，從而減輕氣道黏液高分泌狀態。付海晶等[10]研究發現，蘇子降氣湯可通過上調肺部AQP5 表達水平，抑制肺組織MUC5AC表達，減輕氣道黏液高分泌狀態，改善COPD癥狀。小青龍湯[11]可以增強肺組織AQP5，抑制MUC5AC 表達，減少氣道黏液分泌。養陰清肺湯[12]可以通過抑制MUC5AC表達，促進AQP5表達水平，改善肺內水液失調，發揮“潤燥”之效。以上提示，蘇子降氣湯、小青龍湯、養陰清肺湯等中藥復方能夠上調肺部AQP5表達，抑制MUC5AC表達，有效減輕氣道黏液高分泌狀態。

3.2.3 改善肺損傷 AQP5在Ⅰ型肺泡中高度表達，能清除肺泡內多余水液，而肺表面活性物質（pulmonary surfactant，PS）由Ⅱ型肺泡分泌，增加PS表達能促進Ⅱ型肺泡增殖與分化，加速肺損傷的修復[13]。桑杏湯具有生津潤肺之效，研究[14]發現桑杏湯可以上調溫燥模型小鼠肺組織AQP5 表達，促進PS 產生，增加氣道液分泌，發揮生津潤燥之效。吳振起等[15]研究發現，清燥救肺湯可以增強AQP5、表面活性蛋白A（surfactant protein A，SP-A）的表達，提高肺部干濕比，減輕肺部炎癥。雷寧寧[16]研究發現，麥門冬湯能夠上調肺部AQP5、表面活性蛋白C（surfactant protein C，SPC）表達，促進肺纖維化模型大鼠骨髓間充質干細胞動員及分化，改善肺纖維化。因此，中藥復方上調肺部AQP5與PS相關蛋白的表達可降低肺部炎癥水平，改善肺部纖維化狀態。

4 中藥對胃部AQPs表達的影響

胃主受納腐熟，為津液生化之源。虛實之邪均可侵擾胃腑，實邪以寒邪、濕邪、熱邪為主，虛邪以氣虛、陰虛、陽虛為主。邪犯胃腑，胃失其用，水谷難消，精微不化，導致津液生成不足。同時，飲食積滯，痰濁內生，阻礙津液輸布，影響津液代謝。故中醫臨床以散寒、祛濕、清熱、益氣、滋陰、溫陽等方藥治之，效果顯著。

4.1 單味中藥調控胃AQPs 表達李慧君等[17]研究表明，茯苓可抑制胃部AQP3、AQP4信號通路，降低胃內水液重吸收，發揮利水祛濕功效，治療濕阻中焦疾病。沈明等[18]研究發現，雞內金能提高胃AQP4、胃泌素（Gastrin，Gas）和胃動素（Motilin，Mot）表達，改善功能性消化不良（functional dyspepsia，FD）大鼠胃功能。胡小勤等[19]研究表明，黃芩和蒼術對脾胃濕熱證大鼠胃部炎癥具有改善作用，其作用機制與抑制胃部AQP4表達，從而發揮“燥濕”之效有關。以上提示，茯苓、雞內金、黃芩和蒼術等燥濕、消食類中藥具有調控胃部AQPs表達，改善胃部水液代謝與胃功能的作用。

4.2 中藥復方調控胃AQPs表達

4.2.1 上調AQP3、AQP4 表達 AQP3、AQP4 在胃部高度表達，能調節胃部水液代謝。曹峰等[20]研究發現，茯苓甘草湯通過血管活性腸肽（Vasoactive Intestinal Peptide，VIP）信號通路，增強FD大鼠胃部AQP3表達，改善胃內水液潴留癥狀。武云朋[21]研究發現，舒肝解郁膠囊通過VIP/cAMP信號通路，上調胃部AQP3表達水平，調節水液代謝。屈濤等[22]研究發現，資生湯可以上調慢性萎縮性胃炎（Chronic atrophic gastritis，CAG）大鼠Gas和胃竇部AQP3、AQP4表達，顯著改善CAG 大鼠胃分泌功能。以上實驗表明，茯苓甘草湯、舒肝解郁膠囊、資生湯等健脾、祛濕類復方通過調節VIP、Gas 的表達水平，上調胃部AQP3、AQP4表達，影響胃部水液代謝，并對胃液、胃黏膜產生影響，恢復胃部生理功能。

4.2.2 調控AQP1、AQP3、AQP4 表達 研究[23]表明，AQP4能調節胃蛋白酶原的表達水平，AQP3、AQP4對胃酸的分泌產生影響，AQP1、AQP4 在維持胃黏膜完整性方面起重要作用[24]，而胃部炎癥常伴隨胃酸分泌過多與胃黏膜損傷。黃家望等[25]研究發現，附子理中湯可以上調AQP1，下調AQP3、AQP4表達促進水液代謝，緩解大鼠胃組織潰瘍和水腫程度。馬慧娟[26]研究發現，養陰活胃合劑通過升高血清胃蛋白酶原Ⅰ水平，上調AQP3、AQP4 表達水平，降低胃蛋白酶原Ⅱ、AQP1水平，改善CAG大鼠的胃酸分泌。可見，附子理中湯、養陰活胃合劑等中藥復方能調控胃部AQPs 及胃蛋白酶原表達水平，發揮抑酸、修復胃黏膜等功能。

5 中藥對腸道AQPs表達的影響

大腸主津，小腸主液，腸攝津液，使腸道潤燥有度，大便排泄如常。燥熱內盛，腸失濡潤，可發為便秘；水濕內聚，清濁不分，則發為泄瀉。故以清熱潤燥之藥滋津液，利水滲濕之品化濕邪。

5.1 單味中藥調控腸道AQPs 表達腸道AQP3、AQP4 在上皮細胞的基底膜外側中高度表達，調節腸腔中水液含量。彭小園等[27]研究發現，車前子能夠上調結腸AQP3表達，增強結腸對腸腔內水液吸收，從而發揮滲濕止瀉功效。包佳鷺等[28]研究發現，大黃能夠降低結腸AQP3、AQP4 表達，抑制結腸對腸腔內水液吸收，從而發揮瀉下功效。王師英等[29]研究表明，黃連能夠減輕潰瘍型結腸炎模型大鼠腸道黏膜炎癥與腹瀉，其作用機制與上調腸黏膜上皮細胞AQP3、AQP4表達有關。

5.2 中藥復方調控腸道AQPs表達

5.2.1 促進排便 激活cAMP/PKA 信號通路可以調控腸道AQPs 磷酸化表達，調節腸腔內水液含量。現代研究[30]表明，便秘的發生與結腸AQP3密切相關，滲透性瀉藥能增強結腸AQP3 的表達水平，而刺激性瀉藥可抑制結腸AQP3表達，二者均可增加糞便含水量，促進排便。王璐等[31]研究發現，助陽通便膏激活VIP/cAMP/PKA/AQP3信號通路，發揮通便作用。門喚釗[32]研究發現，枳術湯可激活cAMP/PKA/AQP3信號通路，促進脾虛小鼠排便。周永學等[33]研究表明，硝菔通結方可以通過激活cAMP/PKA/AQP3 信號通路表達，增加大鼠糞便濕重與數量，改善大鼠功能性便秘。另一方面，相關研究表明抑制cAMP/PKA/AQPs 通路可以抑制腸道AQPs表達，促進排便。楊穎等[34]研究發現，濟川煎可抑制cAMP/PKA 信號通路，下調慢傳輸型便秘大鼠結腸AQP3、AQP4 表達，減少腸道對水液重吸收，增加糞便濕度。由此可見，助陽通便膏、枳術湯、硝菔通結方、濟川煎等中藥復方可調控cAMP/PKA 信號通路，影響結腸AQPs 表達，調節腸道水液代謝，促進排便，治療便秘。

5.2.2 減輕腸道炎癥 在炎性腸病的早期階段，腸道AQPs 表達異常[35]，上調腸道AQPs 表達水平可以減輕腸道組織水腫與炎癥水平。馬旭冉等[36]研究發現，黃芩湯可以升高結腸AQP4 表達，改善潰瘍性結腸炎（Ulcerative colitis，UC）模型大鼠結腸組織病變損傷，減輕炎癥浸潤。李藝垚等[37]研究發現，久瀉寧可以激活cAMP/PKA 信號通路，增強UC 大鼠結腸AQP4、AQP8 表達，減輕結腸組織間質水腫，并抑制血清中TNF-α表達水平，降低結腸炎癥水平。董煥成等[38]研究發現，歸芪白術方聯合奧沙利鉑可以上調結腸組織AQP3、AQP4表達，減輕胃癌荷瘤小鼠腸道炎癥浸潤，其作用機制與激活上調cAMP/PKA 信號通路有關。可見，黃芩湯、久瀉寧、歸芪白術方等中藥復方能夠激活cAMP/PKA 信號通路，上調腸道AQPs表達，減少腸組織與腸腔內水液含量，同時降低組織炎癥水平，治療腸炎性疾病。

6 中藥對腎臟AQPs表達的影響

腎氣推動津液輸布與排泄，腎氣蒸騰氣化將臟腑代謝后的濁液化為尿液排出體外。腎氣虛、腎陰虛、腎陽虛均對腎的生理功能產生影響，導致小便排泄異常，影響津液代謝。故中醫常以益氣、滋陰、溫陽類中藥治之，補其不足，恢復腎臟生理功能，調節津液代謝。

6.1 單味中藥調控腎臟AQPs表達商陸具有通利二便之效，其有效成分商陸總皂苷[39]能夠顯著降低腎臟AQP1、AQP2、AQP3、AQP4 的表達，通過利尿減少癌性腹水小鼠腹水量。肖丹[40]研究發現，龜甲膠通過上調腎臟AQP1、AQP2 表達，改善腎陰虛大鼠水液代謝紊亂。李慧君等[41]研究發現，茯苓可降低腎陽虛大鼠AQP1、AQP2 表達，增加大鼠尿量，改善水腫狀態。以上提示，商陸、龜甲膠、茯苓等單味中藥能夠調控腎臟病理狀態下AQPs表達水平，調節水液代謝。

6.2 中藥復方調控腎臟AQPs表達

6.2.1 基于AVP 上調AQP2 精氨酸加壓素（Arginine vasopressin ，AVP）為肽類激素，具有收縮血管作用，能夠影響腎臟水液吸收。腎臟AQP2 參與原尿重吸收過程，并受AVP 調節，腎臟AQP2 失調與腎臟水液代謝紊亂相關。何嘉娜等[42]研究發現，腎氣丸通過AVP/精氨酸加壓素V2 受體（Arginine vasopressin V2 receptor，V2R）/cAMP/PKA 信號通路，上調AQP2 表達水平，改善水液代謝紊亂。操紅纓等[43]研究表明，縮泉丸可以提高腎陽虛多尿大鼠AQP2與V2R mRNA表達，發揮“縮尿”功效。Xiong Rui等[44]研究發現二神丸通過增強V2R/AQP2 表達水平，改變腎臟重吸收率，減少大鼠尿量，緩解腎臟病理損傷。以上表明，腎氣丸、縮泉丸、二神丸等中藥復方可上調腎臟AQP2 表達，改善腎臟水液代謝紊亂。

6.2.2 基于AVP下調AQP2 AQP2是調節水通透性的關鍵蛋白，與腎病水腫密切相關，且AVP 和AQP2均參與原發性高血壓（essential hypertension，EH）的發生發展[45]。在EH 大鼠模型中，腎臟AQP1、AQP2、AQP3表達上調，并與AVP/cAMP活性增強有關[46]。戴淑娟等[47]研究發現，當歸芍藥散可抑制AVP/V2R信號通路，下調腎臟AQP2 表達，降低腎臟對水的重吸收，促進尿液排泄，減輕水腫。吳君等[48]研究發現，五苓散能降低高血壓大鼠的血壓，其作用機制與降低腎臟組織中的V2R/AQP2蛋白的表達相關。周小杰等[49]研究發現，真武湯可通過調節水液代謝平衡，發揮對高血壓腎臟保護作用，其作用機制與抑制腎臟AVP/AQP2 表達水平有關。可見，當歸芍藥散、五苓散、真武湯等中藥復方可通過抑制AVP/AQP2 信號通路表達水平，發揮利水消腫、降血壓及保護腎臟的功能。

7 總結與展望

疾病的發生與津液代謝異常息息相關，中醫治療津液代謝失調類疾病歷史悠久，療效確切。本文通過對AQPs 的功能、在肺、胃、腸與腎相關疾病中的作用及中藥干預進行闡述，發現AQPs 受到cAMP/PKA、AVP/cAMP 等信號通路調控，而中藥能夠調控AQPs的表達，影響MUC5AC、PS、TNF-α 等表達水平，發揮利水、補液、抗炎、通便、止瀉、降壓和保護相關臟器等功能，表明中藥可以通過調控AQPs表達，實現對津液代謝失常類疾病的防治作用。因此，圍繞AQPs 在津液代謝失常類疾病中的作用機制與中醫藥調控進行研究，對相關疾病的防治具有重要意義。

目前相關研究發現，中藥及中藥復方可以調控水通道蛋白，糾正津液代謝失衡，改善津液代謝環境，減緩津液代謝失常類疾病進展，因此中藥及復方對相關疾病中AQPs信號通路的調控是中醫藥防治作用的方向之一，同時為中醫藥的津液代謝理論提供了科學的實驗數據。但目前的相關研究仍聚焦于基礎研究，臨床研究較少，在一定程度上缺乏臨床指導意義。