水通道蛋白3（aquaporin 3 ，AQP3）是皮膚組織中表達的一種主要的水通道蛋白，屬于水甘油通道亞家族，具有跨膜轉(zhuǎn)運水、甘油以及尿素等小分子物質(zhì)的功能。本文從AQP3與皮膚功能、AQP3與皮膚病、AQP3與氧化應(yīng)激和衰老及應(yīng)用研究等幾個方面對國內(nèi)外已公開發(fā)表的相關(guān)文獻資料做如下綜述。

1 AQP3與皮膚功能

1.1皮膚保濕 角質(zhì)層的保濕對皮膚的外觀和生理機能起重要作用，依賴多種因素發(fā)揮作用，比如：外環(huán)境濕度，角質(zhì)層結(jié)構(gòu)，脂質(zhì)或者蛋白質(zhì)組成，屏障功能以及保水滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的濃度，或天然保濕因子如游離氨基酸、離子、其他小分子溶質(zhì)等[1]。衰老的皮膚以及濕疹、異位性皮炎、銀屑病、魚鱗病、老年性干燥癥等常見皮膚病的皮膚角質(zhì)層保濕能力下降，其機制可能與AQP3的表達相關(guān)[2]。

在皮膚，AQP3是主要表達于角質(zhì)形成細胞和皮膚成纖維細胞，是對皮膚保濕起重要作用的一種關(guān)鍵蛋白分子。一方面，AQP3的表達量有一定的空間層次：主要表達于表皮基底層，棘層、顆粒層、到角質(zhì)層逐漸消失。這種空間分布與皮膚的含水量分布一致：基底層和基底層上部的水含量約75%，而角質(zhì)層僅約10～15%；同時，AQP3本身就是一種PH敏感的水通道蛋白，表皮的PH值與AQP3的這種空間分布也存在一定的關(guān)聯(lián)。研究者們認為：AQP3在基底膜帶的高表達，可以促使水、甘油及尿素的轉(zhuǎn)運，使得基底層的細胞間液更接近于中性的平衡狀態(tài)；而越接近角質(zhì)層，AQP3的表達也越減少，水分丟失的也越嚴重，皮膚酸堿度越容易受到外在環(huán)境的干擾，比如酸性的皮脂代謝產(chǎn)物等。因此，皮膚表面的PH值接近5，而基底層則增加到7。另一方面，由于角質(zhì)層中的甘油含量直接或間接影響著皮膚保濕功能，其來源的供應(yīng)顯得極其重要。AQP3即擔負著這一重任：它不僅能將循環(huán)中的內(nèi)源性甘油、皮脂腺中的甘油三脂帶入表皮，還進一步參與表皮細胞的甘油代謝。

2 AQP3與皮膚病

多種皮膚病的AQP3表達異常，有免疫組化顯示：新生兒毒性紅斑中朗格漢斯細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞等免疫細胞均有AQP3表達，這說明了人在出生時皮膚免疫系統(tǒng)既有AQP3參與。近期有研究提出，T細胞上表達AQP3并參與皮膚免疫反應(yīng)，是由于AQP3介導的H2O2運輸對Rho家族的GTP酶Cdc42的活化及隨后的肌動蛋白動力學發(fā)揮重要作用。在體研究還發(fā)現(xiàn)，AQP3缺失小鼠在抗原誘導的接觸性超敏反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展是有缺陷的，使得抗原激活的T細胞功能受損膚。他們認為，AQP3介導的H2O2的跨膜轉(zhuǎn)運對免疫反應(yīng)過程中趨化因子依賴性T細胞的遷移有很重要的意義。

LeeY等人采用免疫組織化學和免疫熒光染色法測銀屑患者的皮膚組織中AQP3的表達，發(fā)現(xiàn)不同于正常表皮，AQP3在銀屑病皮損和皮損周圍的表皮中表達下降。使用TewameterRTM210 和 CorneometerRCM 820 檢測銀屑病患者皮損及周圍的結(jié)果顯示：TEWL增加、水合作用下降。研究者們認為，AQP3的表達是引起銀屑病患者皮損部位的干燥的一個關(guān)鍵因素。

Nakakoshi M等人[3]發(fā)現(xiàn)，皮膚鱗狀細胞癌強表達AQP3蛋白，以及創(chuàng)傷愈合過程中AQP3對角質(zhì)形成細胞起作用等現(xiàn)象，推進了深入研究AQP3參與了皮膚腫瘤的過程。研究發(fā)現(xiàn)，暴露于腫瘤誘導劑，AQP3基因敲除鼠未出現(xiàn)皮膚腫瘤，而野生型小鼠則出現(xiàn)多種腫瘤；皮膚乳頭瘤狀細胞強表達AQP3，并與增殖標記物K14共定位，這一點與皮膚鱗癌類似。在皮膚腫瘤的發(fā)生過程中，AQP3基因敲除小鼠對腫瘤誘導劑導致的皮膚腫瘤有明顯的抵抗性。

3 AQP3參與氧化應(yīng)激與衰老

皮膚中主要分布的水通道蛋白是AQP3， AQP3可以轉(zhuǎn)運水、甘油、尿素，它可從循環(huán)中將水分、甘油、皮脂腺中的甘油三脂帶入表皮，從而保證表皮持續(xù)的水份，對于表皮的屏障修復作用、保濕都有很重要的意義。而在皮膚老化過程中，角質(zhì)層變薄，水和甘油等天然保濕因子含量不斷減少，皮膚水合能力降低，水分喪失增加；皮膚組織細胞的水分減少，細胞皺縮、老化、使皮膚出現(xiàn)細小皺紋，酶的活性降低。這就提示AQP3可能通過其轉(zhuǎn)運水和甘油的功能，從而在防止皮膚衰老等方面起重要作用。

Ma[4]等研究AQP3基因敲除老鼠的皮膚表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，基因敲除鼠的皮膚比較干燥、粗糙、呈衰老狀態(tài)，皮膚的水合作用及皮膚的彈性顯著降低。系統(tǒng)分析AQP3基因敲除鼠發(fā)現(xiàn)，其表皮和角質(zhì)層的甘油含量較野生型鼠減少，而真皮和血清的甘油含量則正常。AQP3基因敲除鼠與野生型鼠相比，其角質(zhì)層結(jié)構(gòu)、血脂、蛋白質(zhì)含量及氨基酸、離子、其他小分子溶質(zhì)的濃度無明顯差異。但野生型小鼠暴露于高濕度的環(huán)境或皮膚封包時角質(zhì)層水合度增高，而AQP3基因敲除鼠則沒有，這說明了AQP3基因敲除鼠存在內(nèi)源性保水能力的缺失。有學者人認為AQP3可以作為提高皮膚水合能力、彈性和屏障功能，及改善皮膚外觀的關(guān)鍵靶蛋白。

參考文獻：

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[2]Rawlings AV， Matts PJ.tratum corneum moisturization at the molecular level：an update in relation to the dry skin cycle[J].J Invest Dermatol，2005，124：1099–1100.

[3]Nakakoshi M，Morishita Y，Usui K， et al.Identification of a keratinocarcinoma cell line expressing AQP3[J].Biol Cell，2006，98：95–100.

[4]Olsson M，Broberg A，Jerna's M，et al. Increased expression of aquaporin 3 in atopic eczema[J].Allergy，2006，61：1132–1137.

編輯/馮焱