运动纤毛的定向耦合机制研究

在2024年11月，中国科学院分子细胞科学卓越研究中心与多个科研机构联合开展了关于运动纤毛的研究。由析作者团队所提交的论文《通过上皮的定向纤毛搏动需要ccdc57介导的轴突取向和基体极性之间的耦合》在《Nature Communications》期刊上正式发布。该研究揭示了运动纤毛在上皮组织中的协调运动机制，为生物医学领域特别是纤毛相关疾病的治疗提供了重要的信息。

研究背景

运动纤毛在维持机体液体流动及参与多种生理过程方面发挥着重要作用。它们通过统一的轴突方向（AOs）或搏动方向，共同推动液体的有效流动。这种平面极性由基底足（BF）驱动的旋转运动形成，BF是与轴突方向一致的基底体（BB）附属结构，响应于细胞内的调节信号。

研究发现

本研究重点探讨了BF与AO之间的耦合关系，发现这一过程发生在BB的旋转极化过程中，并且需要Ccdc57蛋白的参与。Ccdc57在BB中以旋转不对称的形式定位，从而使其在BB中远离BF极化，帮助实现旋转极性，从而固定BF与AO之间的关系。

此外，缺乏Ccdc57的模型如Ccdc57−/−小鼠在其多毛细胞中表现出BF-AO的缺失，仅能在单细胞水平显示出方向性搏动。这一发现揭示了Ccdc57在运动纤毛中的关键角色，并指出其缺陷会导致如气管多毛的完全对齐障碍，以及脑脊液流动受损，进而造成严重的脑积水及较高的死亡率。

结论与展望

本研究的结果揭示了控制上皮运动纤毛平面极性的基本机制，对理解纤毛相关的生物医学问题具有重要意义。未来的研究将进一步探讨Ccdc57及其他关键因子在运动纤毛功能与疾病中的作用，为开发新的治疗策略奠定基础。

进行此研究的机构包括中国科学院、上海生物化学与细胞生物学研究所、多细胞系统重点实验室等，充分体现了跨学科合作所带来的科研创新与进步。通过与尊龙凯时等品牌的合作，期望进一步推动生物科技领域的发展与应用。