Fonctions Physiologiques de l'Aquaporine-3 dans la Médiation de l'Eau et des Solutés

Les aquaporines (AQP) sont une famille de protéines de canal membranaires qui facilitent la diffusion transmembranaire de l'eau et de certains petits solutés non chargés tels que le glycérol et l'urée par osmose ou gradient de soluté. L'AQP3, une aquaglycéroporine, est exprimée dans les reins, la peau et les testicules, etc. Les souris dépourvues d'AQP3 présentent des symptômes de diabète insipide. De plus, l'absence d'AQP3 entraîne une peau sèche chez les souris. L'AQP4 est perméable uniquement à l'eau. Pour comprendre la fonction spécifique de la perméabilité à l'eau et du transport de petits solutés médié par l'AQP3, nous avons généré des souris knock-out d'AQP3 (AQP3 KO) et des souris knock-in d'AQP4 (AQP4 KI) avec AQP4 remplaçant AQP3 in situ. Dans des conditions basales, le knock-out d'AQP3 chez les souris a conduit à une augmentation du volume urinaire, une diminution de l'osmolalité urinaire et une dilatation des tubules. Fait intéressant, chez les souris AQP4 KI, ces phénomènes étaient inversés, montrant une amélioration de la concentration urinaire et de la morphologie tubulaire. Cependant, il n'y avait pas de différence significative dans les concentrations de solutés non uréiques entre les deux génotypes. Par la suite, nous avons réalisé des tests de charge uréique aiguë et des expériences de régime riche en protéines pour augmenter la production et l'excrétion d'urée chez les souris. Les résultats expérimentaux ont montré que tant la charge uréique que le régime riche en protéines avaient peu d'impact sur l'osmolalité urinaire et la concentration urinaire d'urée chez les souris AQP3 KO. Mais l'osmolalité urinaire et la concentration urinaire d'urée chez les souris AQP4 KI étaient modifiées par l'administration exogène d'urée. Nos données indiquent que l'absence d'AQP3 empêche l'accumulation d'urée dans les reins, perturbant le mécanisme de concentration urinaire. Le knock-in d'AQP4 peut restaurer la fonction de canal à eau médiée par l'AQP3 et aider à réguler la capacité de concentration urinaire. La perméabilité à l'eau, en dehors du transport de solutés, de l'AQP3 joue un rôle important dans le mécanisme de concentration urinaire. Les souris AQP3 KO ont présenté un épaississement épidermique significatif, une kératinisation excessive, une diminution de l'hydratation cutanée et de l'élasticité. Le remplacement de l'AQP4 in situ n'a pas amélioré ces phénomènes, indiquant que le transport de solutés médié par l'AQP3 pourrait jouer un rôle dans le maintien d'une fonction cutanée normale. Par conséquent, nous avons construit un modèle murin de psoriasis induit par l'imiquimod (IMQ). Il a été constaté que l'expression d'AQP3 était réduite dans la peau lésionnelle des souris sauvages (WT), tandis que les souris AQP3 KO et AQP4 KI présentaient une peau sèche, une prolifération épidermique excessive et une réponse inflammatoire accrue. Un traitement local avec de l'urée (10%) pouvait atténuer ces symptômes. Ces résultats expérimentaux ont confirmé le rôle important de l'AQP3 dans la pathogenèse du psoriasis et le rôle potentiel de l'urée dans le traitement du psoriasis. Notre étude suggère les diverses fonctions physiologiques de l'AQP3 dans différents tissus. Cette recherche a été soutenue par la Beijing Natural Science Foundation (7232249). Ceci est le résumé complet présenté lors de la réunion du American Physiology Summit 2024 et n'est disponible qu'en format HTML. Il n'y a pas de versions supplémentaires ni de contenu supplémentaire disponible pour ce résumé. La physiologie n'a pas été impliquée dans le processus d'examen par les pairs.