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水通道蛋白（aquaporins，AQPs）是一类广泛存在于真核生物细胞膜上、选择性高效转运水分子的特异孔道，对机体的水液平衡和细胞微环境的稳定发挥重要调节作用。其中，水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）是中枢神经系统内最丰富的水通道蛋白，主要表达在星形胶质细胞上，与脑损伤、脑肿瘤及脑缺血的发生、发展有着密切的关系。星形胶质细胞广泛参与脑内神经发生的各个环节。它不仅能够支持神经元的存活，导向神经元的迁移，调控神经干细胞的增殖，调节突触的形成及其功能，还能在体外发育成多潜能的、自我更新的神经球。而新近的研究表明星形胶质细胞家系成员——神经干细胞上也表达有丰富的AQP4，而神经干细胞更是脑内神经再生的直接参与者。这些研究结果提示AQP4不仅是脑内一种特异性的水转运孔道，而且可能在神经再生的调节中具有重要的作用。神经再生（neurogenesis）是指由神经干细胞生成功能性神经元的过程，包括神经干细胞的增殖、分化、成熟及向神经回路整合四个步骤。在大多数哺乳动物以及人类的中枢神经系统中，成体神经再生主要位于侧脑室下区（subventricular zone，SVZ）和海马齿状回亚颗粒细胞区（subgranular zone，SGZ），在皮层、下丘脑、黑质、脊髓等脑区也存在神经再生。在脑损伤后这些神经干细胞增殖被激活，参与损伤组织的修复。成体神经再生对于中枢神经系统正常功能的维持具有重要意义。研究显示，神经退行性疾病及多种精神类疾病往往伴随有神经再生的抑制。而促进神经再生亦是一些中枢神经系统疾病治疗的关键。因此成体神经再生的调节为中枢神经系统疾病的治疗提供了新思路，即通过作用于影响神经再生的多个环节，诱导内源性神经再生，促进损伤后组织结构和功能的重建。目前，神经再生的调节机制尚不明确，研究、揭示神经再生的调节靶点是当今生命科学研究的难点和热点。因此，本文工作应用AQP4基因敲除小鼠，给予公认的促神经再生药物氟西汀，在基础状态和慢性中度应激（Chronic mild stress，CMS）致神经再生抑制的病理状态下观察AQP4敲除对神经再生能力的影响，研究AQP4与神经再生的相关性，为阐明AQP4在神经再生调节中的重要作用积累学术基础。目的：从整体、细胞和分子水平研究AQP4敲除对氟西汀促海马神经再生的影响及其机制。方法：1)连续4周给予AQP4+/+和AQp4-/-CD1小鼠氟西汀(10mg·kg-1·day-1，i.p.)，应用陌生环境禁食和悬尾实验研究氟西汀对小鼠行为学的影响；应用CMS建立AQP4+/+和AQP4-/-小鼠应激模型后，连续4周给予氟西汀(10 mg·kg-1·day-1，i.p.)，应用糖水偏爱和悬尾实验研究氟西汀对动物抑郁样症状的改善情况。2)BrdU免疫组化检测海马SGZ神经干细胞增殖、存活。GFAP或NeuN免疫荧光表型分析存活的BrdU阳性细胞分化情况。3)[3H]-TdR掺入实验检测氟西汀对原代培养的成体AQp4+/+和AQp4-/-神经干细胞增殖反应的影响。4)Western blotting检测海马CREB、CaMKⅣ、ERK磷酸化水平和AQP4表达变化。结果：1)连续4周给予氟西汀(10 mg·kg-1·day-1)能够显著降低AQP4+/+CD1小鼠陌生环境觅食潜伏期，显著改善AQP4+/+CMS模型小鼠的抑郁样症状；而给予氟西汀对基础和病理状态下AQp4-/-CD1小鼠的行为学均无改善作用。2)AQP4基因敲除不影响基础状态海马SGZ神经干细胞的增殖。连续4周给予氟西汀能够显著促进AQP4+/+小鼠海马神经干细胞增殖，逆转CMS对小鼠海马神经干细胞增殖的抑制，而对基础和病理状态下AQP4-/-小鼠海马神经干细胞增殖无促进作用。AQP4敲除对BrdU标记的阳性细胞存活的比例和向神经元及星形胶质细胞分化的比例无显著影响。3)氟西汀0.1μmol·L-1、1μmol·L-1能够显著促进原代培养的成体AQP4+/+神经干细胞增殖，但对AQP4-/-神经干细胞增殖无促进作用。4)连续4周给予氟西汀(10 mg·kg-1·day-1)能够显著升高基础和病理状态下AQP4+/+小鼠海马内CREB蛋白磷酸化的水平，而对AQP4-/-小鼠无显著影响。对影响CREB磷酸化的上游激酶研究发现，给予氟西汀能够显著升高AQP4+/+小鼠海马内CaMKⅣ磷酸化水平，而对AQP4-/-小鼠无显著影响。给予氟西汀能够同时提高AQP4+/+和AQP4-/-小鼠海马内总ERK水平，而对ERK磷酸化水平均无影响。基础状态下，给予氟西汀对AQP4+/+小鼠海马内AQP4蛋白表达水平无显著变化。CMS能显著促使AQP4+/+小鼠海马内AQP4蛋白表达水平的上调，而给予氟西汀能够使AQP4蛋白表达恢复到正常的水平。结论：AQP4参与CD1成年鼠海马神经再生的调节，其机制与调节CaMKⅣ-CREB信号通路相关。本文工作的主要创新之处在于：首次揭示AQP4参与脑内神经再生的调节，开拓AQP4神经生物学研究的新领域，并为神经损伤相关疾病的治疗提供的新思路。