水通道蛋白4抗體是中樞神經系統星形膠質細胞表面調節水轉運的一種蛋白質，是星形膠質細胞表面正常的組成成分，對維持星形膠質細胞的功能具有重要作用。當機體免疫系統發生異常時，機體產生針對水通道蛋白4的自身抗體，這種自身抗體在某些因素誘導下進入中樞神經系統，和星形膠質細胞表面AQP4結合，損害星形膠質細胞，引起局部炎性反應，神經元失去星形膠質細胞的保護作用后出現死亡，同時少突膠質細胞破壞導致脫髓鞘，從而出現一系列的癥狀和體征，引發N視神經脊髓炎譜系疾病（NMOSD)。