本研究由日本奈良医科大学的Yosuke Morizawa、Kazumasa Torimoto、Shunta Hori、Daisuke Gotoh、Yasushi Nakai、Makito Miyake、Akihide Hirayama、Nobumichi Tanaka和Kiyohide Fujimoto等研究人员共同完成，并于2018年发表在《Neurourology and Urodynamics》期刊上。该研究聚焦于水通道蛋白（aquaporins, AQPs）在膀胱壁水运输中的作用，特别是AQP-2在膀胱吸收水分和盐分中的功能。
膀胱通常被视为尿液的储存器官，传统观点认为其不参与水代谢。然而，近年来有研究表明，膀胱可能在某些条件下吸收水分，尤其是在夜间尿失禁或夜尿症的情况下。2016年，Watanabe和Azuma提出了膀胱吸收的新概念，指出在睡眠过程中，膀胱可能通过吸收尿液中的水分来维持其功能容量。这一现象在动物实验中也得到了部分验证，例如在青蛙和熊等动物中，膀胱在脱水或冬眠期间会吸收水分。然而，膀胱吸收水分的具体机制尚不明确。
水通道蛋白（AQPs）在调节体内水分平衡中起关键作用，尤其是在肾脏中。AQP-1、AQP-2和AQP-3在膀胱上皮细胞中表达，可能参与水分和盐分的运输。特别是AQP-2，其在肾脏集合管中的表达受精氨酸加压素（arginine vasopressin, AVP）调控，而AVP通过其受体调节AQP-2的表达，进而影响水分的重吸收。尽管有研究表明人类膀胱上皮细胞中也存在AQP-3、AQP-4、AQP-7、AQP-9和AQP-11的转录本，但膀胱吸收水分的机制仍不清楚。因此，本研究旨在通过大鼠模型，探讨AQPs在膀胱吸收水分和盐分中的作用，特别是AQP-2的功能。
研究使用了雌性Sprague-Dawley大鼠，体重约300克。实验分为两个主要部分：
20只大鼠被分为两组：一组接受去氨加压素（desmopressin acetate hydrate, DDAVP）处理，另一组作为对照组。DDAVP是一种AVP类似物，常用于研究水分吸收。实验通过测量膀胱内液体体积和钠离子浓度的变化，评估膀胱在3小时内的水分吸收情况。此外，研究还通过定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse-transcription-polymerase chain reaction, qRT-PCR）检测了AQP-1、AQP-2和AQP-3的基因表达水平，并通过Western blotting和免疫组织化学技术进一步验证了AQP-2的表达变化。
12只大鼠被分为两组：一组接受AQP-2 siRNA处理，另一组接受对照siRNA处理。通过膀胱内注射siRNA，研究AQP-2表达被抑制后，膀胱内液体体积和钠离子浓度的变化。实验同样通过qRT-PCR和Western blotting验证了AQP-2的表达水平。
在对照组和DDAVP处理组中，膀胱内液体体积和钠离子浓度在3小时内显著下降（p < 0.01）。然而，DDAVP的施用并未显著影响液体体积的变化。AQP-2的表达在3小时充盈的膀胱中显著高于空膀胱，而AQP-1和AQP-3的表达变化不显著。Western blotting和免疫组织化学结果进一步证实了AQP-2在充盈膀胱中的高表达。
AQP-2 siRNA处理显著抑制了AQP-2的表达，并阻止了膀胱内液体体积的变化。相比之下，对照siRNA处理组中，膀胱内液体体积和钠离子浓度在3小时内显著下降。这表明AQP-2在膀胱水分吸收中起关键作用。
研究结果表明，大鼠膀胱在充盈状态下能够吸收水分和盐分，而AQP-2在这一过程中起重要作用。尽管DDAVP的施用未显著影响膀胱内液体体积的变化，但AQP-2的高表达及其在siRNA处理后的功能抑制表明，AQP-2是膀胱水分吸收的关键调节因子。此外，钠离子和氯离子浓度的变化表明，膀胱上皮细胞不仅吸收水分，还可能通过其他通道或转运蛋白吸收盐分。
本研究的局限性包括膀胱过度充盈可能对上皮细胞造成损伤，以及未能明确AQP-2表达增加的具体部位。尽管如此，研究结果为膀胱吸收机制提供了新的见解，可能为调节膀胱储存功能的新方法开发奠定基础。
本研究不仅揭示了AQP-2在膀胱水分吸收中的重要作用，还为理解膀胱吸收机制提供了新的实验依据。未来研究可以进一步探讨AQP-2与其他离子通道（如上皮钠通道ENaC和紧密连接蛋白claudins）的相互作用，以全面揭示膀胱吸收水分和盐分的分子机制。