關鍵字：生殖系統
摘要水通道屬于主體內在蛋白家族成員，分布廣泛，參與細胞液體代謝過程，其基本結構是一個單肽鏈，富含特點性的重復串聯序列。起碼有兩種水通道在的曲細精管中有豐富的抒發，提示水通道在生精過程及至受孕過程中的重要作用。輸出小管的非鞭毛細胞的刷狀緣和基底膜及附屬性腺上皮存在水通道表明：水通道在生精小管原初分泌液體的重吸收方面有作用，也對的成熟與濃縮形成間接的影響。另外，水通道也可能參與了雌激素對小鼠輸出小管液體吸收功能以及輸出小管和網進一步生長發育的調節過程。
關鍵詞水通道精細胞
水是活細胞及其周圍環境的重要組成部份，水的跨膜轉運具有重要的生物學和生理學意義。諸如：腎對滲透壓和水代謝的調節；腸胃道、呼吸道和生殖道上皮細胞液體的分泌和吸收；腦脊液的產生；體液的分泌等，在參與上述過程細胞的細胞膜上都有水通道的抒發。水通道蛋白的發覺使人們重新認識水轉動的生理和病理生理過程。本文對近些年來水通道的研究進展，非常是其在生殖系統抒發的研究作一綜述。
一、水通道家族成員
水通道屬于主體內在蛋白家族（major’mip）細胞膜水通道，迄今為止，已在真菌、酵母、植物、昆蟲和腰部植物中發覺起碼50余種水通道。世界上第一個喂奶植物的水通道是由agre等于1988年發覺的，1991年確定了其反向轉錄脫氧內質網核苷酸（cdna）次序[1]，此后進行了功能鑒別，證明了其協助細胞轉運水的作用。
aqp0（mip26）[2]主要抒發在眼鞏膜，其基因變異可造成干眼癥。aqp1（）[3]分布非常廣泛，在腎、肺、眼、血管、生殖道、消化道等上皮都有抒發。aqp2[4]只局限于腎集合管主細胞內，并受血管加壓素的調節。aqp3[5]在腎等多種組織有抒發，其特征是除了才能轉運水，也能轉運甘油。aqp4[6]主要抒發在腦，但在腎及呼吸道等多種組織亦有抒發。aqp5[7]只見于唾液腺、淚腺等胃壁組織。aqp6[8]其水通道活性類似aqp0，但選擇性抒發在腎。aqp7和aqp8[9，10]主要見于中處于不同生長階段的細胞中。aqp9[11]見于人外周血白細胞、肝臟、肺臟和肝臟等，但未見于胸腺。
二、水通道分子結構及生化特點
aqp家族的基本結構是一個單肽鏈（圖1），富含6個跨膜區域及5個環，b、d環及甲基、氨基末端均在細胞內a、c、e環定位于質膜兩側。b、e環明顯疏水，a環有n-聯接糖基化部位。整個分子為兩個重復部份，在序列上是相像的，在膜上特此呈180o中心對稱排列，水通道的這些結構似乎可以解釋其在水的吸收與分泌兩個運動方向上所起的作用。b、e環富含asn-pro-ala(npa)重復串連序列，這是該蛋白家族成員所共同具有的、高度同源的特點性序列，e、b環的任何變異就會導致水通道活性的增長。定位在aqp1的e環npa序列前有一半胱谷氨酸（c-189），被覺得是aqp1的汞抑制部位。汞離子和有機汞可以通過與c-189結合而堵塞這個孔或破壞這個孔，在汞不敏感的aqp4的相應部位則無半胱谷氨酸的存在[12，13]。
水通道是由4個對稱排列的圓筒狀亞基包繞而成的四聚體，已證明這4個亞基作為水通道的作用都是獨立的，但四聚體的結構對于維持單個亞基的位置是重要的。借助高幀率電鏡，人們估算出aqp1晶體的三維結構為沙漏（hourglass）模式：分別坐落細胞內外的b、e環向下及向下行，使npa在漿膜處析疊產生一個單水孔道（圖2）。這一結構模型已被最新的電子晶體學所提供的質膜平面圖所否認[14，15]。
在整個發育和成熟階段，內生殖細胞的結構和代謝都要經歷復雜的變化，非常是細胞膜有較強的水私密性，它在產生過程中存在活躍的物質代謝及液體交換。睪丸具有重吸收、分泌和濃縮的功能，水及相關物質的轉運是極其重要的。為此，水通道在、附睪及其附屬性腺的存在是可以理解的，但出人意料的是，在內生殖細胞存在兩種水通道：aqp7和aqp8的抒發。
（一）內的水通道小組在1997年借助剖析和免疫組化等研究發覺，在小鼠內生殖細胞存在兩種水通道蛋白：aqp7和aqp8（附錄）。隨即又報導了人和大鼠aqp7的抒發。aqp7和aqp8都具有該家族蛋白特點性npa序列，人與小鼠aqp7多肽同源性約68%，人aqp7基因包含6個外顯子，共6.5kb’內含子大小與aqp3類似，內含子與外顯子交界處的核苷酸序列也與aqp3一致，并坐落同一染色體9p13處。aqp7與aqp3的蛋白同源性最高，可達到48%，也才能協助轉運甘油和尿素細胞膜水通道，故覺得aqp7與aqp3屬同一亞家族。
aqp7與aqp8均在的曲細精管中有豐富的抒發，但兩種類型的水通道結構和功能有所不同，兩者的分布也略有差別：曲細精管內aqp7的抒發與生精過程處于不同階段有關，多分布于生精過程晚期的生殖細胞中，提示其抒發可能是時間依賴性的；而aqp8則是持續抒發的水通道蛋白，見于每位曲細精管內從中級精母細胞到細胞的各級細胞，提示兩種蛋白的不同作用。在中發覺有兩種水通道的存在，表明了內生殖細胞成熟、分化和代謝的復雜性，也提示水通道在生精過程乃至受孕過程中的重要作用。ma也報導，除外，aqp8在大鼠的腸道道、胎盤和腎臟有很強的抒發，在腎、肺、腺、腦等多種組織中也有發覺，說明aqp8分布非常廣泛[9，10，16]。
目前，尚無支持細胞水通道抒發的研究報導。值得注意的是，支持細胞除營養身殖細胞外，還參與產生血睪屏障，使曲細精管的基底小室和胃壁小室間維持一定的滲透梯度，以利于生精上皮形成的液體向胃壁方向排泌；支持細胞本身也分泌大量的胃壁液，那些其實都應當與水通道相關，或許是支持細胞上存在另外的水通道蛋白？這種問題還需進一步研究闡述。
（二）卵巢、輸精管及附屬性腺的水通道
brown[7]借助剖析和免疫細胞物理方式發覺雌性生殖道中輸出小管的非鞭毛細胞的刷狀緣和基底膜存在aqp1，在漿膜、輸精管壺手臂上皮、精囊腺、前列腺上皮可見aqp1的抒發，而在曲細精管上皮、附睪和尿道遠端上皮則未見抒發，這提示水通道在生精小管原初分泌液體的重吸收方面有作用，也對的成熟與濃縮形成間接的影響。aqp1可能是輸出小管和生殖道其他具有吸收和分泌功能的上皮細胞跨膜水轉運的主要介導者。
近幾年對那些部位水通道有了更詳盡的研究。最新報導表明，在鼠睪丸和曲細精管上皮發覺aqp2抒發。這一發覺是超乎預料的。由于過去始終覺得只有腎集合管上皮才抒發aqp2，說明雌性生殖系統水通道抒發是很復雜的[18]。
因為雌激素在調節輸出小管液體吸收方面可能起著重要作用，[19]等研究了雌激素對不同年紀段雌性小鼠和猴的輸出小管上皮細胞aqp1的影響。她們發覺，從出生晚期、青春期到成年，在輸出小管上皮細胞刷狀緣aqp1均有很強的抒發，一旦這種上皮細胞分化，則只有非鞭毛上皮細胞抒發aqp1。當抑制促性腺激素分泌時，出生18d和25d小鼠輸出小管aqp1抒發未見變化；而給予雌激素樣物質（des）后，在出生后10d’aqp1抒發開始降低，25d顯著降低，出生后35d減至最少。與水通道抒發降低相伴隨的是輸出小管和網的明顯擴張以及液體重吸收的降低。值得注意的是，在各年紀段，des處理的小鼠輸出小管上皮細胞呈立方狀而不是高柱狀。這種結果表明，雌激素可能參與調節新生鼠輸出小管液體吸收功能以及輸出小管和網進一步生長發育，而aqp1可能作為重要誘因介導了這一過程。那些研究為人類了解生殖生理和病理生理，非常是的成熟、代謝過程，提供了有益的參考。
因為水通道在生殖系統的研究還剛才開始，它在生殖細胞及生殖細胞輸出管線的抒發仍有許多不太清楚的地方。包括人類在內的喂奶植物的水私密性是很高的（即滲透系數很大），可能同小鼠一樣，細胞也有兩種或兩種以上的水通道抒發。因為人類細胞的水私密性是汞不敏感的，因而，如果人類細胞也存在類似小鼠aqp8一樣的水通道的話，一定是半胱丙氨酸被替換了的水通道或則有第三種類型的水通道抒發。
