两栖动物作为从水中向陆地的过渡物种，在陆地环境中维持水的平衡是一个很严峻的挑战。两栖动物神经系统、内分泌系统和淋巴系统通过协调包括皮肤、膀胱和肾脏在内的参与水盐平衡和渗透调节的器官，加强水的吸收和储存，减少蒸发。然而，很少有人研究两栖动物皮肤分泌物中的蛋白质成分在调节体表水分平衡中的生理功能。

　　中科院昆明动物研究所张云课题组前期对蟾蜍Bombina maxima的研究中发现了一个分泌型孔道形成蛋白和三叶因子复合物βγ-CAT（PLoS One, 2008），βγ-CAT在环境氧分压的调节下严格组装(J Biol Chem. 2020), 并且在细胞膜酸性糖鞘脂的介导下入胞(Commun Biol. 2019)。2021年“Animal endolysosome channel discovery”一文总结了SELC蛋白复合物βγ-CAT全新的细胞作用途径：即通过细胞膜受体介导的内吞途径入胞并形成内吞溶酶体通道介导物质交换，刺激和调节胞吞(如胞饮pinocytosis)和胞吐(exocytosis)，从而发挥各种生物学功能(Zool Res. 2021,封面)。在这里，我们报告了βγ-CAT在蟾蜍维持水平衡中的作用。电刺激暂时性腾空蟾蜍皮肤分泌物（βγ-CAT作为主要成分）增加了高渗胁迫下动物的死亡率，βγ-CAT在蟾蜍的渗透调节器官中呈组成型表达，在渗透条件变化的情况下呈诱导型表达。该蛋白在体内和体外诱导并参与细胞的巨胞饮进程，在胞外高渗条件下，βγ-CAT刺激巨胞饮作用以促进水的输入，并增强外泌体的释放，同时调节水通道蛋白的分布。该研究揭示了除了膜整合的水通道蛋白外，一种分泌型孔道形成蛋白可以通过诱导巨胞饮作用和促进外泌体的释放来促进蟾蜍在渗透胁迫下维持水分。论文“A pore-forming protein drives macropinocytosis to facilitate toad water maintaining”在线发表于Communications Biology (https://www.nature.com/articles/s42003-022-03686-1).

　　当前工作阐明了一种分泌型孔道形成蛋白在水转运和水平衡中的作用，可以解释孔道形成蛋白复合物在促进水、Na⁺和水通道蛋白的内化、运输和释放中发挥作用，共同维持蟾蜍细胞的体积调节和水的平衡。中科院昆明动物所硕士研究生赵重和博士研究生史志宏作为文章的共同第一作者，昆明动物所张云研究员作为文章的通讯作者。研究获得国家基金委面上项目和"云岭学者"计划的资助。

　　图1 孔道形成蛋白βγ-CAT参与水转运和水平衡