视神经脊髓炎发病机制与水通道蛋白4的研究进展-第三军医大学学报.DOC

视神经脊髓炎发病机制与水通道蛋白4的研究进展 (综述) 李 鑫　综述　 石正洪　审校 The research advance in pathogenesis of neuromyelitis optica and AQP4 Li Xin, Shi Zheng-hong, (Department of Neurology, The Second Affiliated Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu, China) AbstractAquaporins(AQPs) is a highly selectional group of channel protein，which participate water transportation of crossover cell on cell membrane，has important physiological functions。Among the total ，Aquaporin4，which has universal distribution in central nervous system，play an important role on keeping Intracalvarium osmotic pressure， water-electrolyte Balance, excretion，reabsorption and equilibrium of cerebrospinal fluid。Meanwhile，participate in a series of pathologic processes of nervous system diseases。Recent research discover humoral immunity mechanism of NMO has close relation to Aquaporin4。This article summarize correlated foundation footing and study pathogenesis of Aquaporin4 and NMO。 Key words　 aquaporin-4 neuromyelitis optica 摘要 水通道蛋白( aquaporins，AQPs)(aquaporin4，AQP4)(neuromyelitis optic，NMO)AQP4有关。本文就AQP4与NMO的相关发病基础与研究进展进行综述。 关键词 水通道蛋白4 视神经脊髓炎 水通道蛋白( aquaporins, AQPs) 是近年来发现的细胞膜上一组具有高度选择性的参与跨细胞水转运的通道蛋白，其生理功能是介导不同类型细胞膜的自由水分子跨膜转运, 调节细胞内外水及电解质的平衡，以维持机体内环境的稳定。自Agre等发现AQP1以来，在哺乳动物体内已发现13种AQPs (AQP0～12)[1]，其中水通道蛋白4( aquaporin-4，AQP4)在中枢神经系统内广泛分布，对维持颅内渗透压及水电解质平衡，脑脊液的分泌、重吸收及平衡发挥重要作用，同时也参与脑血管病、脑外伤、颅内感染、脑肿瘤、中毒等一系列疾病的脑水肿病理过程，近年更新的研究发现视神经脊髓炎(neuromyelitis optic，NMO)的体液免疫机制与AQP4有关，而且发现NMO-IgG是能与AQP4结合的高特异性和高亲和性IgG抗体，使NMO的免疫和病理研究进入了一个新的阶段，给NMO的治疗提供了新思路。 1.水通道蛋白水通道蛋白4 AQP4最早在1994年由Hasegawa等[5]从大鼠肺中克隆出来。它属于由301个氨基酸组成的Ⅲ型跨膜糖蛋白，相对分子质量约为30 000。AQP4在细胞膜上以直交正方形结构存在[6]。分子结构呈四聚体，其中每个单体都具有独立的转运水通道活性。其一级结构由2个胞内环和3个胞外环组成，并形成一个桶状结构作为水分子通道，其任何变化都会引起水通道活性的下降。而对水的通透性具有决定性作用是位于肽链的氨基端和羧基端是AQP家族共有的特征性NPA序列结构。氨基端和羧基端在结构上彼此呈直角。其二级结构是由氨基酸序列经过约40%螺旋β片层及转角构成的，而同源的四聚体再构成AQP4的三级结构[7.8.9]。AQP4是人类和啮齿类动物脑内最重要的水通道。在脑内AQP4的分布最多，是大脑的主要水通道蛋白，原位杂交显示AQP4mRNA在侧脑室及导水管的室管膜细胞、脉络丛上皮、软脑膜、下丘脑、视上核、海马齿状回和小脑Purkinje 细胞均有明显表达[10]。AQP4 在脊髓也分布于灰质和邻近脊髓血管上皮细胞的胶质