Aqp7,也称为水通道蛋白7,是一种重要的水/甘油转运蛋白。Aqp7主要在白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)中表达,负责调节脂肪细胞的甘油释放,并影响脂质和葡萄糖稳态。Aqp7的基因表达和功能与肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病等代谢性疾病密切相关。Aqp7通过促进甘油从脂肪组织中释放,并将其分布到各种组织和器官,从而参与调节脂质平衡和能量稳态。此外,Aqp7还参与多种病理生理机制,包括胰岛素抵抗、肥胖和糖尿病。
在单细胞水平上,Aqp7+肠毛细血管和健康组织中的血管生成内皮细胞已被鉴定[1]。这表明Aqp7在内皮细胞中具有组织特异性表达,并且在内皮细胞的异质性中发挥重要作用。进一步研究表明,不同血管床(动脉、毛细血管、静脉、淋巴管)的内皮细胞在组织间表现出转录组相似性,但组织类型(而非血管类型)对内皮细胞的异质性有贡献。代谢转录组分析揭示了内皮细胞在组织间和组织内血管床间的组织分组现象,以及内皮细胞中异质性的代谢基因特征[1]。
高蛋白饮食对心脏AQP7和GLUT4基因表达的影响已被研究。研究发现,高蛋白饮食和运动训练均能显著增加大鼠心脏中AQP7和GLUT4的表达水平[2]。这表明Aqp7可能参与心脏的能量代谢,特别是在运动过程中。此外,血清甘油水平在Aqp7表达升高的组中也显著增加,进一步支持了Aqp7在甘油代谢中的重要作用。
在肥胖患者中,腹部脂肪AQP7和肝脏AQP9的表达水平已被研究。研究发现,内脏脂肪组织AQP7的表达水平显著高于皮下脂肪组织AQP7,并且皮下脂肪组织AQP7与内脏脂肪组织AQP7和肝脏AQP9的mRNA表达呈正相关[3]。这表明Aqp7和Aqp9在甘油从脂肪和肝脏组织中转运中起协调作用。此外,Aqp7和Aqp9的表达水平与葡萄糖异常的发生相关,提示Aqp7和Aqp9可能参与肥胖相关的葡萄糖代谢异常。
Aqp7的基因启动子变异已被研究,以评估其在儿童肥胖和代谢异常中的作用。研究发现,Aqp7基因启动子区域存在多个单核苷酸多态性(SNPs)和突变,这些变异与肥胖和糖尿病的家族史相关[4]。这表明Aqp7基因启动子变异可能影响Aqp7的表达水平,进而影响甘油动态和脂肪细胞肥大,导致肥胖和糖尿病的发生。
皮质醇对Aqp7的基因调控已被研究。研究发现,皮质醇在3T3-L1脂肪细胞中对Aqp7的表达具有短期和长期的影响。短期处理(分钟)导致Aqp7 mRNA表达上调,而长期处理(小时或天)导致Aqp7 mRNA表达下调[5][8]。这表明皮质醇对Aqp7的基因调控可能涉及不同的信号通路和机制。
水通道蛋白在心血管系统中也有表达和功能。研究发现,Aqp7在心血管系统中表达,并参与心血管功能和相关疾病的病理过程,如脑缺血、充血性心力衰竭、高血压和血管生成[6]。这表明Aqp7在心血管系统中具有重要作用,可能为心血管疾病的预防和治疗提供新的思路和策略。
水通道蛋白在泌尿系统中也有表达和功能。研究发现,Aqp7在肾脏中表达,并参与肾脏生理和跨上皮水转运[7]。这表明Aqp7在肾脏中具有重要作用,可能为肾脏疾病的预防和治疗提供新的思路和策略。
水通道蛋白在中枢神经系统中也有表达和功能。研究发现,Aqp7在中枢神经系统中表达,并参与多种重要的生理和病理过程,如细胞肿胀、血管源性水肿和神经退行性疾病[9]。这表明Aqp7在中枢神经系统中具有重要作用,可能为脑部疾病的治疗提供新的思路和策略。
综上所述,Aqp7是一种重要的水/甘油转运蛋白,参与调节脂质和葡萄糖稳态,影响多种生物学过程和疾病发生。Aqp7在肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病等代谢性疾病中发挥重要作用,并可能参与心血管系统、泌尿系统和神经系统的功能和病理过程。对Aqp7的研究有助于深入理解甘油代谢和脂质稳态的调控机制,为肥胖和相关代谢性疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Kalucka, Joanna, de Rooij, Laura P M H, Goveia, Jermaine, Luo, Yonglun, Carmeliet, Peter. 2020. Single-Cell Transcriptome Atlas of Murine Endothelial Cells. In Cell, 180, 764-779.e20. doi:10.1016/j.cell.2020.01.015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32059779/
2. Palabiyik, Orkide, Karaca, Aziz, Taştekin, Ebru, Sipahi, Tammam, Vardar, Selma Arzu. 2016. The Effect of a High-Protein Diet and Exercise on Cardiac AQP7 and GLUT4 Gene Expression. In Biochemical genetics, 54, 731-45. doi:10.1007/s10528-016-9753-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27294385/
3. Miranda, Merce, Ceperuelo-Mallafré, Victòria, Lecube, Albert, Simó, Rafael, Vendrell, Joan. 2009. Gene expression of paired abdominal adipose AQP7 and liver AQP9 in patients with morbid obesity: relationship with glucose abnormalities. In Metabolism: clinical and experimental, 58, 1762-8. doi:10.1016/j.metabol.2009.06.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19615702/
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5. Quesada-López, Tania, González-Dávalos, Laura, Piña, Enrique, Mora, Ofelia. 2016. HSD1 and AQP7 short-term gene regulation by cortisone in 3T3-L1 adipocytes. In Adipocyte, 5, 298-305. doi:10.1080/21623945.2016.1187341. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27617175/
6. Tie, Lu, Wang, Di, Shi, Yundi, Li, Xuejun. . Aquaporins in Cardiovascular System. In Advances in experimental medicine and biology, 969, 105-113. doi:10.1007/978-94-024-1057-0_6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28258568/
7. Li, Yingjie, Wang, Weiling, Jiang, Tao, Yang, Baoxue. . Aquaporins in Urinary System. In Advances in experimental medicine and biology, 969, 131-148. doi:10.1007/978-94-024-1057-0_9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28258571/
8. González-Dávalos, Laura, Álvarez-Pérez, Mariana, Quesada-López, Tania, Varela-Echavarria, Alfredo, Mora, Ofelia. 2019. Glucocorticoid gene regulation of aquaporin-7. In Vitamins and hormones, 112, 179-207. doi:10.1016/bs.vh.2019.08.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32061341/
9. Xu, Mengmeng, Xiao, Ming, Li, Shao, Yang, Baoxue. . Aquaporins in Nervous System. In Advances in experimental medicine and biology, 969, 81-103. doi:10.1007/978-94-024-1057-0_5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28258567/