老年鼠肺水通道基因表達及肺泡水轉(zhuǎn)運率研究.pdf

1、水通道蛋白（aquaporin，AQPs）是一族廣泛存在于細胞膜上的持續(xù)開放的、不需要消耗能量、選擇性高效轉(zhuǎn)運水分子的特異孔道。水通道的發(fā)現(xiàn)為多種細胞的跨細胞膜快速水轉(zhuǎn)運提供了生物化學(xué)基礎(chǔ)。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的動物水通道蛋白有13種，他們廣泛分布于全身各組織器官，包括大腦、肝臟、肺臟、心臟、腎臟、肌肉、骨骼和血細胞等，并在機體一些重要的生理和病理生理活動中發(fā)揮著重要作用。 呼吸系統(tǒng)的主要功能是提供呼吸通路、發(fā)聲，同時具有免疫防御功

2、能。其另外的一個作用是參與吸入氣體的加溫加濕，參與液體的吸收和分泌。水通道中的AQP1、AQP3、AQP4和AQP5在呼吸系統(tǒng)表達：AQP1主要在毛細血管內(nèi)皮細胞和胸膜上表達；AQP3主要在氣道基細胞的基底邊膜表達；AQP4只在氣道上皮細胞表達；AQP5在Ⅰ型肺泡頂膜上高表達。此外，纖毛柱狀細胞、支氣管腺體細胞中也有表達。 肺在出生前為液體分泌器官，而在出生后則迅速轉(zhuǎn)為液體吸收器官，從而為肺泡呼吸做好準(zhǔn)備。研究表明，大鼠胎肺在孕

3、19天時首先出現(xiàn)AQP1的表達，且這種表達水平持續(xù)升高，從孕21天到出生后1天內(nèi)可以增加5倍，而且這種高水平表達可以持續(xù)到成年以后。而AQP3、AQP4、AQP5的表達則發(fā)生在出生后2周內(nèi)。水通道蛋白這種在出生前后的表達變化主要是與其出生前后的功能變化相適應(yīng)的。 已有研究顯示，肺泡腔內(nèi)過量的液體清除隨年齡的老化而下降，其確切機制尚不十分明確。本研究的目的是探討小鼠肺內(nèi)水通道蛋白的表達在老年狀態(tài)下的變化及其與老年鼠肺泡水轉(zhuǎn)運功能的

4、關(guān)系。由于AQP1和AQP5在外周肺組織表達，直接參與肺泡腔和血管室之間的水轉(zhuǎn)運過程，因此他們成為本研究的主要研究對象。Western blot和RT—PCR的結(jié)果提示了AQP1和AQP5在老年鼠肺組織內(nèi)的表達有明顯下調(diào)。通過一種改造的重力測定方法，對肺泡腔和肺毛細血管腔之間的滲透性和壓力性水轉(zhuǎn)運率進行了測量，結(jié)果顯示，兩種方法測定的老年鼠肺泡水轉(zhuǎn)運率均較青年鼠顯著下降，而組織形態(tài)學(xué)分析提示老年鼠和青年鼠之間的肺組織結(jié)構(gòu)無顯著差異，這說

5、明老年鼠肺泡水轉(zhuǎn)運率的下降與其肺組織結(jié)構(gòu)變化無關(guān)，而與AQP1和AQP5在老年鼠肺組織內(nèi)的下調(diào)表達有關(guān)。以往的研究表明，糖皮質(zhì)激素可以上調(diào)AQP1表達，因此，我們比較了老年鼠和青年鼠血清糖皮質(zhì)激素水平，與預(yù)期結(jié)果一致，老年鼠的糖皮質(zhì)激素水平明顯低于青年鼠的糖皮質(zhì)激素水平，肌肉注射糖皮質(zhì)激素可以上調(diào)AQP1的表達，并能夠提高老年鼠肺泡水轉(zhuǎn)運率，然而糖皮質(zhì)激素對AQP5的表達并無作用。 本研究首次證明了老年鼠肺內(nèi)水轉(zhuǎn)運率下降、以及這