[生物通讯]当我们喝水时不小心让水进入气管，就会把水喷出来，但水流对于健康的肺部而言是至为重要的。水分子穿过肺部细胞的细胞膜，进入肺部细胞这一至关重要的运动长久以来一直被认为是一个被动的过程，但来自Joins Hopkins大学和丹麦Aarhus大学的研究人员却证明一种特殊蛋白在这个过程中起到主要作用。这个发现可能导致一些类型的哮喘、肺炎和肺气肿新疗法的产生。

   “这是首次证实这种名为水通道蛋白1（aquaporin-1）的蛋白对肺功能有作用。”研究的第一作者、肺部医学助教Landon King博士说。“水通道蛋白1是调控水进出细胞运动的一个水通道，因此它可作为多种肺部疾病治疗方法的一个新目标靶。”

    King说，水运动调控是所有生命形式都需要的一个基本条件，然而水通过细胞膜的通路直到最近才弄清楚。在20世纪90年代初，Joins Hopkins大学的生物化学教授Peter Agre博士发现一种蛋白质能够形成一个通道或称小孔，水分通过这个通道进出细胞。至此，科学家已经识别出10种水通道蛋白，以及存在于包括细菌、酵母和植物等所有生命形式中的类似分子。

   在这项发表于2002年1月22日期的美国《国家科学院学报》（Proceedings of the National Academy of Sciences)的研究中，King和Joins Hopkins大学麻醉学和紧急救护医学助教Robert Brown博士比较了5名正常人和2名非常罕见的不含水通道蛋白但肺部却正常的个体的肺功能。研究人员用高分辨率的CT扫描仪来监控毗邻气管壁处血管的大小和厚度，这个地方的水调控极为重要。为促进穿过血管壁的水分流量，研究人员在精心监控下，为受试者注射进盐溶液。

   “含水通道蛋白的受试者与缺少水通道蛋白的个体反应明显不同。”King说。两组受试者血管大小增加的程度相同，这表明二者血管的水流量大小是相同的。然而，正常个体气管壁的厚度增加了40％到50％，而缺少水通道蛋白的个体，气管壁厚度却未发生丝毫变化。

    正常的肺部，这样的流量挑战会引起水分通过水通道蛋白1时的泄漏，，气管周围发生肿胀，这就是所谓的支气管周水肿或称成套（血管周围细胞聚集如套状），但没有水通道蛋白的个体却没有发生水泄漏的现象，因而气管壁的大小也没有变化。

   “这表明水的渗透性是独立调控的。”King说。水的被动运动以及溶质穿过细胞膜对于肺部的功能十分重要，而在缺少水通道蛋白的个体中更是起着生死攸关的作用，这些实验显示水通道蛋白1对正常肺的生理活动起作用。

   “水通道蛋白1可作为开发水调控起着至为重要作用的器官如肺和肾等治疗方法的目标靶。”King认为。

    去年夏天，King的研究小组证明水通道蛋白1对肾功能的作用。下一步将研究对水通道蛋白1的的表达、稳定性和运动，以及它在不同动物和人类中的行为。

生物通摘译自 BIO.COM