Аквапорины и транспорт воды в роговице

у мышей без AQP3 была замедлена в 2,4 раза, а поглощение 14C-глицерина — более чем в десять раз, что подтвердило функциональную экспрессию AQP3. После нанесения раны роговицы диаметром 2,3 мм (с сохранением лимбальных клеток) реэпителизация, оцениваемая по площади дефекта при скоплении флуоресцеина, у мышей без AQP3 была значимо замедлена через 12 и 18 часов (рис. 6B). Были получены данные о раздельных дефектах миграции и пролиферации клеток эпителия роговицы. Замедленная миграция эпителия роговицы мышей без AQP3 выявлена в органной культуре энуклеированных глазных яблок после соскоба эпителия, где начальное восстановление поверхности роговицы происходит за счёт миграции эпителиальных клеток (как показали анализ бромдезоксиуридина (BrdU) и нечувствительность к 5-фторурацилу; рис. 6C), а также в первичных культурах эпителия роговицы в тесте с царапиной. Отдельный дефект пролиферации эпителиальных клеток был показан по замедленному в течение нескольких дней после соскоба восстановлению полной толщины роговицы и снижению плотности пролиферирующих BrdU-позитивных клеток у мышей с дефицитом AQP3, а также по сниженной пролиферации в первичных культурах эпителиальных клеток роговицы мышей без AQP3. Исследования пролиферации по включению BrdU проводили у мышей без ранения и в разные сроки после ранения. На рис. 6D (вверху) показаны типичные изображения средней периферии роговицы, окрашенной на BrdU. В отсутствие ранения значимых различий окрашивания на BrdU между генотипами не наблюдалось. Как обобщено на рис. 6D (внизу), через 24 часа в роговицах без AQP3 пролиферация базальных клеток была резко снижена по сравнению с роговицами дикого типа.

Данные об участии AQP3 в пролиферации клеток эпителия роговицы получены и на первичных культурах мыши, в которых пласты эпителия роговицы и лимба мышей дикого типа и без AQP3 выделяли перевариванием диспазой II, а клетки культивировали на пластике. Клетки обоих генотипов росли одинаково — монослоями преимущественно крупных плоских эпителиальных клеток, которые в местах конфлюэнтности становились многослойными. Пролиферация клеток, измеренная через пять дней культивирования, в культурах роговиц без AQP3 была снижена примерно в четыре раза по сравнению с роговицами дикого типа. Эти находки свидетельствовали об AQP3-зависимой пролиферации клеток эпителия роговицы. С учётом недавних работ об AQP3-зависимой пролиферации клеток эпидермиса AQP3-зависимая пролиферация эпителия роговицы может включать облегчённый AQP3 транспорт глицерина и последующие метаболические изменения с участием сигнального пути MAP-киназы и энергетического баланса клетки. Однако эти механизмы, выявленные в клетках кожи, требуют прямой проверки в культурах клеток эпителия роговицы.

Итоги и перспективы

В тканях глаза сильно экспрессируются несколько AQP, где они, по-видимому, выполняют разнообразные функции, связанные с эпителиальной секрецией жидкости, регуляцией содержания воды в тканях, миграцией и пролиферацией клеток и передачей нервного сигнала. Поэтому низкомолекулярные модуляторы функции или экспрессии AQP могли бы найти клиническое применение. На глазной поверхности усиление экспрессии AQP3 или AQP5 могло бы ускорить заживление ран и уменьшить отёк роговицы. Индукторы AQP1 эндотелия роговицы также могли бы уменьшать отёк роговицы и связанное с ним помутнение. Индукция AQP хрусталика могла бы замедлять помутнение, связанное с катарактой. Подавление AQP1/AQP4 — возможная стратегия снижения внутриглазного давления при глаукоме. В сетчатке ингибиторы AQP4 могли бы обеспечить нейропротекцию после ишемии сетчатки. Эти возможности потребуют экспериментальной проверки на крупных животных моделях, когда появятся нетоксичные AQP-селективные модуляторы.