纤毛病发展的新见解

感觉纤毛或运动纤毛的疾病在肺部疾病或糖尿病中起着关键作用。Helmholtz Zentrum München的科学家们现在已经发现了Flattop蛋白质。它调节纤毛的不对称定位。这一过程的故障导致不同的临床表型。

到目前为止，还不清楚蛋白质是如何调节平面细胞极性(PCP)或基底体(BB)的定位和纤毛．Helmholtz Zentrum München的科学家们在阐明这一机制方面迈出了重要的一步。糖尿病与再生研究所(IDR)的Moritz Gegg和Heiko Lickert教授在该杂志上发表了他们的新发现eLIFE．

Moritz Gegg说:“上皮细胞层排列在人体内外所有的器官表面，例如在肺、肠、胰腺和内耳。”纤毛——小的，像头发一样的，基于微管的结构——从BBs上投射出来，并且精确地定位在许多BBs上上皮细胞．海科·利克特补充说:“只有通过这种精确的定位，纤毛的运动才能如此精确地协调，例如，粘液可以从肺部传输，声音可以从内耳毛细胞感知。”

纤毛被基底固定在质膜上，像许多其他细胞器一样必须定位在细胞中的特定位置。为了确保这一点，PCP机制开始行动。它在单个细胞中定位细胞器，但也决定了这些细胞在上皮层平面中的位置。这种细胞极性机制的完全丧失会导致非常严重的发育障碍，如慢性支气管炎、耳聋或其他出生缺陷。

一些蛋白质通过影响细胞内细胞骨架的方向，协助形成这种细胞极性机制。因此，PCP蛋白复合物可以协调上皮细胞组装中的单个细胞器和细胞的定位。尽管许多调控这些过程的蛋白质已经为人所知，但科学家们长期以来一直想知道这两个系统是如何相互作用以获得平面细胞极性的。

Gegg说:“我们在临床前模型中发现，一种我们称为Flattop (Fltp)的蛋白质与另一种名为Dlg3的蛋白质一起定位基底体，从而定位纤毛。”没有功能性Fltp的模型显示出缺陷纤毛的形成在肺上皮细胞表面。内耳纤毛定位不准确。“Fltp和Dlg3在内耳中相互作用，”Lickert说。两者也与一个核心平面细胞极性基因相互作用。这种蛋白质复合体包围着基底并将其与细胞骨架连接起来。

Lickert:“这一发现使人们更好地理解了基底体和纤毛的定位。纤毛的形成和功能失调会导致人类多种疾病，如糖尿病、慢性纤毛病等肺部疾病耳聋和癌症。”Fltp在肺部疾病患者中也可能功能失调。这种蛋白质的缺失会导致大脑感觉细胞的缺陷内耳．此外，有迹象表明Fltp调节肠内的细胞分裂。Gegg:“需要进一步的研究来确切阐明由Fltp、Dlg3、核心PCP蛋白和基础体蛋白组成的蛋白质复合体是如何与细胞骨架相互作用的。此外，需要澄清的一个重要问题是，这在何种程度上蛋白质复合体在其他类型的上皮细胞中也有类似的功能。”