水孔蛋白 (AQP) 是一类结合膜蛋白，作为水和小溶质跨膜转移的通道。AQP 有 13 种亚型，表达于不同类型的细胞和组织 (1,2)。AQP1 见于血管、肾脏、眼和耳。AQP2 见于肾脏，并且已表明 AQP2 缺乏会导致糖尿病 (1,3)。AQP4 见于大脑，在星形细胞中含量丰富 (1,2,4)。AQP5 见于唾液腺和泪腺，AQP6 见于肾脏细胞内囊泡， AQP7 见于脂细胞，AQP8 见于肾脏、睾丸和肝脏，AQP9 见于肝脏和白细胞，AQP10-11 见于肠内 (1,3,4)。AQP 对于细胞和器官功能至关重要。已表明 AQP1 和 AQP4 可调节星形细胞内的水稳态，以防止溶质失衡引起的脑水肿 (5)。几项研究表明，AQP 参与炎症过程的发生，包括先天性和适应性免疫细胞 (6,7)。
AQP4 在包括神经元在内的脑细胞中表达，但在星形细胞以及周围神经系统中含量丰富 (4,7)。AQP4 影响突触可塑性，在阿尔茨海默病中，脑内缺乏这种蛋白质可能通过谷氨酸转运蛋白 1 (GLT1) 引起记忆和学习损害 (8,9,10)。有研究提出在阿尔茨海默病中，AQP4 可能在 β-淀粉样蛋白的清除中发挥作用，并且可能影响钾和钙的转运 (8,9)。在帕金森病中，AQP4 缺乏会导致基底黑质和腹侧被盖区的神经元对 MPTP 的敏感性增加 (11)。