两种棘球绦虫的水通道蛋白基因克隆及功能特性的比较

目的探索棘球绦虫水通道蛋白(aquaporin,AQP)在棘球蚴、泡球蚴囊液形成中的作用,为阐明棘球蚴、泡球蚴囊液的形成过程以及筛选棘球蚴病新的药物治疗靶点提供理论依据。方法利用RT-PCR扩增棘球蚴、泡球蚴AQPs基因,构建AQPs体外转录载体,并在非洲爪蟾(Xenopus laevis)卵母细胞中进行异源表达,以验证其水通道功能。利用生物信息学方法分析两种棘球绦虫水通道蛋白跨膜结构域特点及差异,并对棘球绦虫和人AQPs进行多序列比对,分析棘球绦虫AQPs序列结构与人AQPs的差异。结果通过RT-PCR成功克隆了棘球蚴EgAQP4和EgAQP9、泡球蚴EmAQP4和EmAQP9四个基因,注射了这些基因cRNA的卵母细胞与注射DEPC水的对照组卵母细胞的体积变化率(V/V0)差别无统计学意义(F=1.143,P>0.05),透水系数差别亦无统计学意义(F=1.416,P>0.05),这四个AQPs基因在非洲爪蟾卵母细胞中未表现出水通道的功能。跨膜结构域预测及多序列比对结果表明,与经典的水通道蛋白相比,EgAQP4和EmAQP4虽然N和C末端均位于胞质侧,但跨膜结构域数目为4个,NPA基序替换为NPM和NPT;而EgAQP9和EmAQP9虽然具有2个保守的NPA基序,但跨膜结构域数目为5个,N末端位于胞外侧、C末端位于胞质侧。棘球绦虫AQPs蛋白结构存在的这些差异,可能与其在卵母细胞中未表现水通道蛋白的功能有关。结论两种棘球绦虫基因组中都存在编码AQPs的基因,但这些AQPs基因的功能验证试验未见到水通道功能。该结果可能正好说明了囊液的水分子既不能通过AQPs进入生发层细胞而致使细胞肿胀坏死,也不能以AQPs为通道从生发层细胞转移出囊壁,致使囊液累积、棘球蚴包囊或泡球蚴囊泡体积长大。