维持蛙类水平衡的研究进展

两栖动物作为从水到陆地的过渡物种，在陆地环境中维持水分平衡具有挑战性。两栖动物的神经系统、内分泌系统和淋巴系统通过协调参与水盐平衡和渗透调节的器官，包括皮肤、膀胱和肾脏，加强水分的吸收和储存，减少蒸发。然而，关于两栖动物皮肤分泌物中的蛋白质在调节体表水平衡方面的生理功能的研究却很少。

中国科学院昆明动物研究所研究员张赟在大蟾蜍早期研究中发现了一种分泌型成孔蛋白和三叶因子复合体——CAT(PLoS One，2008)。-CAT在环境氧分压的调控下严格组装(生物化学杂志，2020)，通过细胞膜酸性鞘糖脂介导进入细胞(通讯生物学，2019)。本文总结了SELC蛋白复合物-CAT新的细胞作用途径，即通过细胞膜受体介导的内吞作用进入细胞，形成内吞溶酶体通道，介导物质交换，刺激和调节内吞作用(如胞饮作用)和胞吐作用，从而发挥多种生物学功能(Zoological Research，2021)。在此基础上，研究并解释了-CAT在维持蟾蜍体内水分平衡中的作用。电刺激暂时排空蟾蜍皮肤分泌物(-CAT为主要成分)增加了高渗胁迫下动物的死亡率。-CAT在蟾蜍渗透调节器官中组成型表达，并在渗透条件改变时被诱导。这种蛋白质在体内和体外诱导并参与细胞大细胞增生过程。在细胞外高渗条件下，-CAT刺激大细胞增生促进水的输入，增强外泌体的释放，调节水通道蛋白的分布。这项研究表明，除了膜整合的水通道蛋白，一种分泌型成孔蛋白可以通过诱导大细胞和促进外分泌释放来促进蟾蜍在渗透胁迫下维持水分。相关研究成果发表在《通讯生物学》在线版上，题为《成孔蛋白驱动大胞饮以促进蟾蜍水分维持》。

这项研究阐明了分泌型成孔蛋白在水分运输和水平衡中的作用。成孔蛋白复合物起到促进水、钠和水通道蛋白的内化、运输和释放的作用，共同维持蟾蜍细胞的容积调节和水平衡。本研究得到了国家面上项目和云岭学者项目的资助。