水通道蛋白在小鼠听觉与视觉生理中的作用

摘要

水通道蛋白(Aquaporin，AQP)是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道。自从PeterAgre等于1992年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白AQP1以来，有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展。已报导的哺乳动物AQP家族已有11个在蛋白质序列上有同源性成员(AQP0-AQP10)。AQP在体内各系统组织中的广泛表达，尤其在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外，此外在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达，提示AQP可能在多器官生理和病理中发挥重要作用。 水通道蛋白家族在耳蜗和视网膜的大量表达提示该蛋白在听觉和视觉中起重要作用。对小鼠研究表明，AQP1表达在耳蜗内spiralligament，水通道蛋白4表达在Hensen氏细胞及Claudius氏细胞基底膜处，水通道蛋白5在耳蜗内externalsulcus以及spiralprominence处表达。在视网膜中，AQP4大量表达于Mulle氏细胞及视神经星形胶质细胞。 本论文利用听力脑干反应技术(AuditoryBrainstemResponse，ABR)和视网膜电位图技术(ERG)，系统性地对比分析了野生型以及水通道蛋白敲除小鼠的听力和视力反应，实验结果证明水通道蛋白4在听觉和视觉产生过程中起重要作用。在短声刺激下，远交系(CD1)AQP4敲除小鼠听力脑干反应阈值显著高与野生型小鼠(CD1)大约12dB，几乎所有近交系(C57/B16)AQP4敲除小鼠听力丧失。在不同频率的短音刺激下，ABR阈值在AQP4基因敲除小鼠中显著增高。实验结果证明，耳蜗内毛细胞周围支持细胞中，由AQP4所调节的水运转对听力起重要作用。在视觉检测中，ERGB波的波幅在AQP4敲除小鼠中显著降低，潜伏期显著延长。实验结果支持Muller细胞参与学说。在Muller细胞中，AQP4所调节的水分子转运能够调节光刺激所引起的视网膜中离子浓度平衡，尤其是钾离子浓度变化，并参与双极细胞去极化过程。而耳蜗与视网膜组织结构在野生型小鼠及AQP4敲除小鼠之间无显著区别。 本项研究结果提示，在神经及感觉系统中，AQP4的功能是能够促进神经兴奋主体细胞(视网膜双极细胞，耳蜗毛细胞)周围支持细胞中的钾离子循环转运，进而调节这些主体细胞的生理功能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要英文缩写词

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一部分序言

一、水通道蛋白的结构与分布

二、水通道蛋白的生理功能

三、耳蜗的功能及耳蜗内离子循环

四、水通道蛋白在内耳的分布

五、听力脑干反应(Auditory Brainstem Response,ABR)

六、视觉的产生，视网膜的结构与功能

七、水通道蛋白在视网膜中的分布与作用

八、视网膜电位图

九、本项研究的目的和意义

第二部分材料与方法

第三部分结果与分析

第四部分讨论

结论

本论文的主要创新点

参考文献

致谢

作者简介

攻读博士学位期间所承担的科研项目

攻读博士学位期间发表的论文