OFD1基因在初级纤毛及其与癌症发生发展方面的研究进展

初级纤毛是由微管组成的细胞器,它负责感受细胞内环境并参与细胞间信号的转导。初级纤毛也是细胞信号整合的枢纽,是Hedgehog信号通路的关键分子,它的形成与细胞周期有关,初级纤毛的异常可以导致某些疾病的发生。研究表明人的乳腺癌和胰腺癌细胞中初级纤毛缺失,而在正常乳腺及胰腺细胞中呈激活状态,然而,初级纤毛在正常细胞和癌细胞之间的调控机制目前仍不清楚。OFD1是人类的一个致病基因,它是中心粒的末端组成成分,它负责调节中心粒的长度,同时也是初级纤毛形成所必需的基因。OFD1也定位于中心粒随体,研究表明自噬通过降解中心粒随体中的OFD1促进初级纤毛的形成,中心粒随体中OFD1基因的消除可以促进癌细胞中初级纤毛的恢复。因此,OFD1、初级纤毛和肿瘤之间存在一定联系,近期研究表明纤毛的缺失与肿瘤的细胞起源,遗传背景和肿瘤信号通路的损害关系密切,这将有助于我们对纤毛相关疾病的了解,有助于我们对包括癌症的发病和治疗方面的研究。     

初级纤毛与Wnt信号通路相关性研究进展

初级纤毛是一类以微管为基础结构的细胞器,其来源于细胞的母中心粒,锚定在细胞膜并如“天线”般突出细胞表面。作为细胞感受器,初级纤毛从环境中接受各种信号,传导至细胞内引起细胞反应。近期的研究表明,初级纤毛对与胚胎发育密切相关的Wnt信号通路的传导起重要作用。纤毛的损害可造成Wnt信号通路的异常,并引起胚胎中多类脏器一系列的病理改变,导致初级纤毛相关疾病的发生。文章主要阐述了初级纤毛与Wnt/β-catenin、Wnt/PCP通路及初级纤毛相关疾病之间的关系,并对初级纤毛相关疾病的治疗进行了初步探讨。对初级纤毛与Wnt信号通路关系的深入研究将有助于人们对该类疾病的进一步诊断和治疗。     

初级纤毛的结构与功能及其在运动系统疾病中的研究进展

纤毛是由微管组成,存在于大部分细胞表面呈头发状结构的细胞器。根据纤毛是否运动,可以将其分为初级纤毛和动纤毛(多纤毛)。动纤毛常分布于大脑中央水管上皮、气道上皮、生殖系统的输卵管上皮组织等处。初级纤毛则分布于其余的大部分组织器官的细胞内,例如肾小管上皮细胞、各骨细胞或者软骨细胞、椎间盘细胞等。初级纤毛被认为是细胞把外界信号转导到细胞内的机械信号或者化学感受器和多种信号通路转导的中心。运动系统是由骨、软骨、关节、肌腱等组织组成,具有运动、支持、保护功能的人体主要承受力学的系统。因此,作为人体机械信号感受器的初级纤毛被认为与人体运动系统正常生理功能的维持密切相关。参与纤毛形成的基因突变可导致纤毛缺失,从而引起运动系统的多组织器官异常。同时,人们也发现在骨性关节炎、椎间盘退变、脊柱侧弯等许多常见的运动系统疾病中存在初级纤毛异常。因此,深入研究初级纤毛在运动系统组织器官生理功能维持及与疾病的关系有助于运动系统疾病的治疗。该文对初级纤毛与运动系统疾病的研究进展进行综述,指出了纤毛与运动系统疾病的最新进展及重点与难点,为运动系统疾病的发病机制研究提供理论参考。     

神经细胞初级纤毛在中枢神经系统疾病中作用的研究进展

初级纤毛广泛存在于哺乳动物中枢神经系统中,是神经细胞重要的胞外细胞器。初级纤毛中含有多种离子通道、G蛋白耦联受体、激酶等,提示初级纤毛可感受胞外信号并将信号转导至细胞内,从而引起细胞对外界刺激信号产生应答反应。近年来大量研究表明调控纤毛结构及功能的基因发生突变后,会导致许多单基因的遗传性疾病。当神经细胞初级纤毛中激酶、G蛋白耦联受体以及离子通道的功能异常后,往往会引起一系列的神经精神疾病、神经系统发育异常等神经系统疾病。本文就初级纤毛在神经系统疾病中作用的研究进展进行综述。     

中心体复制及调控机制研究进展

中心体是动物细胞内最主要的微管组织中心。此外,它还参与纺锤体组装、纤毛发生和细胞迁移等一系列生物过程。中心体异常不仅与肿瘤的发生密切相关,并且还会导致一些发育方面的疾病。该文总结了中心体的结构、复制过程及其调控机制等方面的研究进展,并讨论了中心体异常与肿瘤发生及发育相关疾病的关系,为更深入了解产生中心体异常的原因及一些相关疾病的诊断和治疗提供参考。     

纤毛、纤毛发生与Wnt/PCP信号通路

纤毛是以微管为核心组分、突出于细胞表面且高度保守的细胞器,具有运动、摄食、感知并传递外界信号等功能。纤毛发生是纤毛在细胞膜表面定位并装配的过程。多年来,对纤毛发生过程及其调控机制的探索始终是亚细胞结构与功能研究的热点之一。Wnt/PCP信号通路是参与胚胎及器官发育的主要信号转导途径之一。近年来大量研究显示,Wnt/PCP信号通路和纤毛发生密切相关。纤毛结构与功能的异常可造成Wnt/PCP信号通路异常,导致纤毛相关疾病的发生;同时,Wnt/PCP信号通路又决定着纤毛的形态和极性。因此,深入研究纤毛与Wnt/PCP信号通路的关系将有助于从细胞与分子生物学水平揭示纤毛发生的调控机制。     

纤毛及纤毛相关疾病研究进展

纤毛是一种以细胞微管为主形成的突出于细胞表面的结构,分布于哺乳动物体内的大多数细胞。近年来研究发现,很多人类疾病都与纤毛结构、长度的失调相关,所以有关纤毛的研究是目前研究的热点领域。越来越多的证据证明,纤毛除了提供流体推动力参与细胞的运动功能之外,还具有信号传导的功能,在细胞生命活动的各个方面发挥着多种关键作用。它参与调控细胞生理活动、增殖与分化以及动物个体发育。因此,深入地探索纤毛调控机理对基础生物学理论的发展和人类纤毛相关疾病的攻克有重要意义。该文简要介绍了纤毛的结构、组装与解聚的机制、参与信号传导的功能以及纤毛缺陷同人类疾病的关系。     

中心粒周蛋白相关疾病发病机制的新进展

中心粒周蛋白(pericentrin,PCNT)是一种高度保守的广泛存在于动物和人体组织细胞中的蛋白,是中心粒周围物质(pericentriolar material,PCM)的组成成分之一。PCNT在细胞的周期进程和信号传导中发挥关键作用,包括参与调控中心体的结构和功能,参与有丝分裂期纺锤体形成和微管成核等,其异常表达与Ⅱ型骨发育不良性原发性侏儒症、糖代谢异常、恶性肿瘤、精神类、唐氏综合征、纤毛类等多种疾病的发生有关。近期有研究表明,其对胰岛B细胞的胰岛素分泌也有一定的影响。本文对PCNT的结构与功能及其相关疾病的发病机制的研究进展作一综述。     

磷酸化调控纤毛的解聚

<正>纤毛(也称鞭毛)是突出于真核细胞表面的一类在进化上很保守的细胞器,由纤毛膜、轴丝及其底部的基体组成.纤毛广泛分布于原生动物及脊椎动物细胞表面,负责感受内外环境信号以及驱动细胞运动.在哺乳动物特别是人类中,纤毛结构和功能的异常能导致多囊肾,神经系统发育缺陷,听觉、嗅觉和视觉的衰退,呼吸道疾病和不育症等,这些疾病统称为纤毛病,其发病率在1/1000左右.目前还没有治疗     

纤毛疾病Joubert综合征与神经发育

Joubert综合征(Joubert syndrome)是一类常染色体隐性遗传神经发育障碍疾病,主要症状表现为共济失调、肌张力低、呼吸和眼动异常、认知障碍以及发育迟缓等,此外,还不同程度地间杂其他多器官病变。Joubert综合征的典型影像学特征为"臼齿征"(molar tooth sign),由小脑蚓部发育不良或缺如,小脑上脚和皮质脊髓束交叉减少或缺失等所致。目前,已发现20多种Joubert综合征致病基因,有趣的是,它们所编码的蛋白质大都与细胞纤毛(cilium)的结构和功能密切相关。纤毛广泛参与机体的发育和多种细胞功能,其结构和功能异常所致疾病统称为纤毛疾病(ciliopathies)。Joubert综合征是一种典型的纤毛疾病,然而,对于这些纤毛病变基因如何导致神经发育障碍尚知之甚少。该文讨论了Joubert综合征与纤毛的相关性,并重点阐述了Joubert综合征致病基因在神经发育中的作用及机制。     

腺苷酸环化酶Ⅲ(AC3)在非神经细胞内的定位（英文）

腺苷酸环化酶III(adenylate cyclase III,AC3)最早发现于小鼠主要嗅觉表皮,是c AMP信号通路的组成成分之一,它的缺失可导致小鼠嗅觉丧失、体重增加、雄性不育、母性关爱行为丧失和学习与记忆能力下降等。脊椎动物体内绝大多数细胞具有纤毛,在小鼠大脑神经元中AC3定位于初级纤毛,许多非神经类型细胞也有AC3的表达,然而其与非神经类细胞纤毛的关系尚待确定。该文选择了8种细胞株(2种神经类细胞株、6种非神经类细胞株),对上述问题进行了研究。RT-PCR及其产物DNA测序结果显示,这些细胞中均有AC3的表达。免疫荧光染色结果显示,在IMCD3、293T和BMSCs等细胞株中,AC3与细胞初级纤毛的荧光信号重叠;在A549和He La两种癌细胞株中,AC3也定位在初级纤毛上。该研究结果表明,AC3在多数非神经细胞中也表达于纤毛部位。     

骨细胞初级纤毛及其在机械信号转导中的作用

骨细胞是矿化骨基质中的唯一细胞,在骨代谢中作为调控的"大脑",调节着成骨细胞的骨形成以及破骨细胞的骨吸收,骨细胞渐渐成为骨代谢研究的重点。然而,骨细胞在骨代谢中感受外界机械与化学信号的机制一直不明确。近年来研究表明,骨细胞初级纤毛(primary cilium)作为一种细胞表面的信号感受器官,不仅是感受外界机械信号刺激的"天线",而且是多种化学信号的受体及信号转导的集合器。本文综述了骨细胞初级纤毛的结构及其伴随细胞周期重建与解体的过程,着重讨论了初级纤毛在骨细胞机械信号以及其他化学信号转导中的作用,并展望了骨细胞初级纤毛的研究趋势。     

中心体蛋白centrin研究进展

Centrin是普遍存在于中心体上的蛋白成分 ,具有钙离子结合能力。Centrin家族包含多种同源蛋白 ,这些蛋白在结构上高度保守。研究表明centrin可能与细胞的分化 ,纤毛的生成定向和切断 ,精子尾部的生成 ,中心体复制及其结构维持有密切关系 ,同时也和细胞的癌变、生长及细胞周期调控有关 ,还有许多未知功能有待研究     

中心体的结构与组装

在动物细胞中,中心体是最主要的微管组织中心,对细胞运动和极性、纤毛生长以及细胞分裂都具有重要作用。该文总结了中心体的结构组成、组装过程,并具体阐述了中心体关键结构的组装等方面的研究进展,为更深入地了解中心体组装的过程及调控机制提供参考。     

细胞“天线”——纤毛研究的前世今生

纤毛(cilia)作为突起于细胞表面的细长管状结构,近年来已成为细胞生物学领域的研究热点之一。纤毛可分为动纤毛和静纤毛,它们在生物的发育和生长过程中起着极为重要的作用。该文拟简单概述纤毛的研究历史,并通过纤毛领域近年来的重要发现来进一步介绍纤毛的结构组成及其相关信号调节在疾病和衰老中的作用。     

东方杯叶吸虫体被的超微结构

扫描电镜显示东方杯叶吸虫体被有许多族生棘,具纤毛乳突和无纤毛窝状乳突,附着器皮层特化为微毛。透射电镜观察表明,皮层是由合胞体、基膜和肌肉层组成,合胞体通过细胞通道与皮层细胞相连。文中详细描述了这些结构,揭示无纤毛窝状乳突为腺乳突,皮层细胞间存在线粒体细胞和附着器皮层形成微毛,探讨了这些结构的生理功能。体外培养成虫皮层结构的某些不正常变化,如皮层细胞的空虚松散,可作为评价吸虫体外培养的一种指标。     

VANGL2在人hUVEC细胞中初级纤毛装配和解聚的作用

动脉粥样硬化是心血管疾病的主要发病原因。大量研究显示,动脉粥样硬化的形成与内皮细胞的初级纤毛相关。探讨内皮细胞中的初级纤毛装配和解聚的机制,对于揭示动脉粥样硬化的发病机制具有重要的理论和实践意义。目前,作为平面细胞极化(PCP)信号通路的特有组分VANGL平面细胞极性蛋白2(VANGL2)在内皮细胞中与初级纤毛相关的研究甚少。因此,本研究构建VANGL2的慢病毒稳定干扰和过表达人脐静脉内皮细胞(hUVEC)系。从形态学上对初级纤毛分布的情况进行标记,同时用免疫荧光对VANGL2可能相互作用的蛋白质进行共定位检测,并利用免疫印迹进一步对其下游蛋白质蓬乱蛋白(DVL2)、初级纤毛装配相关蛋白质巴特-比德尔综合征8(BBS8)和纤毛内转运系统88(IFT88)、初级纤毛解聚相关蛋白质运动蛋白家族成员2A(KIF2A)和143位点处丝氨酸磷酸化的蓬乱蛋白(pDVL2)进行检测,用免疫共沉淀检测与VANGL2、下游蛋白质DVL2相互作用的蛋白质。结果表明,免疫荧光标记初级纤毛的荧光图显示,过表达VANGL2后初级纤毛数量显著增多(P0.05),其长度也较其他组更长,其定位方向更倾向于VANGL2富集的位置,并位于初级纤毛的基部。免疫荧光共定位显示,BBS8、IFT88均与VANGL2共定位,在过表达VANGL2组中均呈极性分布,PLK1也与VANGL2存在共定位情况,但整体上PLK1的表达量较低。免疫印迹结果显示,过表达VANGL2时,其下游蛋白质DVL2上调(P0.01)。同时,初级纤毛解聚相关蛋白质KIF2A也上调(P0.01)。此外,与初级纤毛解聚途径激活有关的pDVL2下调(P0.05),初级纤毛装配相关的蛋白质BBS8、IFT88发生上调(P0.01)。免疫共沉淀结果显示,VANGL2与DVL2存在相互作用关系,且VANGL2和DVL2均与KIF2A相互作用,但DVL2与KIF2A相互作用的程度较强。综上结果表明,VANGL2可能通过上调DVL2并增加DVL2与KIF2A的相互作用而促进初级纤毛的解聚过程。同时,通过下调pDVL2、上调初级纤毛装配相关蛋白质BBS8和IFT88而增加初级纤毛的装配过程。但在过表达VANGL2组中,初级纤毛装配的过程比解聚占优势,两者最终的平衡决定初级纤毛的发生情况,为进一步研究VANGL2在内皮细胞中初级纤毛装配和解聚的机制研究提供见解。     

hUVECs在不同切应力作用下的形态及纤毛发生

分别应用紫杉醇荧光和免疫荧光标记法显示h UVECs(human umbilical vein endothelial cells,h UVECs)在不同切应力加载下微管骨架的装配动态及初级纤毛的形态发生。结果表明,以梯度切应力加载24 h,随着切应力增大,细胞由梭形逐渐变圆,长宽比降低,胞质微管向细胞核周围集结并发生装配;14 dynes/cm2切应力加载48 h后,微管向切应力方向延伸导致细胞呈长梭型,微管停止装配;以15 dynes/cm2切应力加载28 h后,纤毛基体在细胞表面的定位不可见,纤毛微管解聚;再以1 dynes/cm2切应力加载18 h,又可观察到纤毛基体在细胞表面的重新定位。因此,切应力作用可诱导h UVECs形态变化,该变化经历了微管骨架的解聚、向细胞核方向聚集及重新装配过程;此外,切应力能够影响初级纤毛的形态发生,该现象可能导致了初级纤毛在心血管系统中的分布不均,并为"纤毛疾病"的治疗提供新的思路。     

细胞纤毛在信号转导与器官发育中的作用与机制

纤毛(cilia)是细胞表面的突起状细胞器,几乎存在于所有细胞表面,且广泛分布于组织和器官的上皮.纤毛由外部的纤毛膜和内部的轴丝组成,结构在进化上十分保守.根据微管组成和排列方式的不同,纤毛可分为9+2型运动纤毛与9+0型基本纤毛或非运动纤毛.作为一种特殊的感受器,纤毛通过影响细胞信号通路参与胚胎形成、心脏等内脏器官发育及人体重要生理活动.本课题组在国际上首次把前列腺素信号通路与纤毛生长及心脏发育相联系.研究发现,ABCC4/LKT前列腺素转运蛋白从细胞内运输前列腺素E2(PGE2)至细胞外,并通过结合位于纤毛膜上的G蛋白偶联受体EP4影响细胞内c AMP浓度,调节纤毛内运输蛋白的正向速率,进而调控纤毛生长与心脏等器官的左右不对称性发育.纤毛生长或功能缺陷会引发先天性心脏病、多囊肾、视网膜变性等多种疾病.本文主要介绍纤毛参与调控细胞内信号转导与器官发育及相关纤毛疾病.     

衣藻、纤毛与“纤毛相关疾病”

纤毛或鞭毛（两个名称在本文互为通用）是以细胞微管为核心而组装形成的一种细胞器官．运动纤毛在细胞运动中起的作用是显而易见的,比如精子的运动：近年来发现,曾被认为是退化器官的不动原生纤毛在动物发育和各种生理器官的正常生理活动中起着重要作用．原生纤毛具有调控细胞分裂,Hedgehog信号通路,非经典Wnt信号通路及钙信号传导等的作用．纤毛及其附属结构在结构或功能上的缺陷会导致多种多样的疾病,总称为“纤毛相关疾病”,包括男性不育症、呼吸道疾病（如不动纤毛综合征、肾囊肿、失明、多指（趾）症、内脏转位、肥胖症、高血压乃至精神发育迟滞等．纤毛在结构和功能上是非常保守的,我们目前对纤毛的结构与功能的认识和对“纤毛相关疾病”发生机理的了解主要来自于对各种模式生物的研究,其中包括具有研究优势的模式生物——雷氏衣藻（Chlamydomonas reinhardtii,一种单细胞绿萍）．对纤毛的进一步研究将深化人们对“纤毛相关疾病”的认识、促进对它的诊断、预防和治疗．本文对衣藻、纤毛及“纤毛相关疾病”的研究进展作一简短概述．