唾液在维持口腔和全身健康中发挥了重要的作用。水是唾液的主要成分,水通道蛋白5(AQP5)在唾液的水分泌过程中发挥了关键的作用。然而,关于其作用机制的研究存在争议。本项目前期工作证明唾液腺中AQP5存在单体和结合体两种形式,二硫键在二者的转换中发挥重要作用。在此基础上我们进一步提出AQP5从结合状态向单体转化来参与唾液水分泌的假说。本课题拟用成年SD大鼠的颌下腺,采用免疫印迹、质谱分析、免疫荧光等技术检测AQP5单体和结合体相互转化的机制及其与唾液分泌之间的关系。采用基因突变和转染技术检测与AQP5结合的蛋白以及结合的氨基酸位点。采用AQP5野生/突变子重组腺病毒转染唾液腺腺泡细胞系及大鼠颌下腺器官,检测其对唾液水分泌的影响,验证AQP5可能作用机制。本课题将为进一步阐明唾液水分泌机制提供新认识,为唾液分泌障碍疾病的预防诊断和人工干预提供新见解。
saliva;aquaporin 5;microfilament-TRPV4-AQP5;disulfide;
实验进度基本按照年度计划进行,并完成大部分设计实验。本项目的研究工作第一次揭示MTA复合体释放AQP5单体对于唾液水分泌功能的调控作用在唾液腺静息状态下AQP5大部分通过TRPV4与细胞骨架(F-actin)结合,形成MTA(Microfilament-TRPV4-AQP5)复合体(AQP5失能状态);在分泌状态下MTA复合体游离AQP5单体(AQP5功能活化),对水分子发挥快速跨膜转运功能,调控唾液水分泌。研究了可能参与MTA复合体形成的AQP5氨基酸序列中的半胱氨酸位点145位和182位的半胱氨酸可能参与MTA复合体的形成,同时这两个位点在AQP5分子内也可形成二硫键,我们推测这一结构在维持AQP5水特异性孔道空间结构中的发挥作用。检测了AQP5和PDI家族中PDI、ERP57、ERP72在大鼠颌下腺组织中的共定位,发现ERP72和PDI可能参与AQP5中二硫键的异构,其中ERP72 可能与AQP5单体的释放相关。本研究丰富对颌下腺分泌调控机制的认识,为唾液水分泌生理以及病理研究提供了新的靶点,具有潜在临床应用价值。以下为一小部分未能按照实验计划进行的具体试验内容虽然在本实验结果中我们发现在大鼠颌下腺中PDI和MTA复合体存在共定位,但是在HEK293细胞中并没有观察到二者存在共定位。推测其原因可能是器官源性差异 — 可能在肾脏和颌下腺这两个器官中存在PDI的分布差异。这一部分实验拟在颌下腺来源的细胞中进行体外实验。依据本研究的实验结果,我们已完成一篇英文论文的撰写和修改,并完成1篇论文的数据的收集。