近日来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究人员在新研究中揭示一种特异的miRNA——miR-129-3p通过调控CP110和肌动蛋白（actin）动力学控制了纤毛的发生。相关论文发布在《自然—细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

 

中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的朱学良研究员和鄢秀敏副研究员为该文的共同通讯作者。研究生曹景利、沈义栋为文章的主要作者。

 

纤毛是细胞表面的一种突起结构，主要由细胞微管组成。除参与细胞的运动外，纤毛可以接受及传导外界的信号从而调控动物的生理及动物的发育与生殖。纤毛的缺陷可导致多种疾病，如肾囊肿，内脏转位，不育，失明，精神迟滞、肥胖乃至癌症。过去的研究证实纤毛发生需要从母体中心体上除去CP110；此外，actin动力学也会对纤毛产生重要影响。然而目前尚不清楚这两种不同的过程是如何被调控的。

 

在这篇文章中，研究人员发现了一种在脊椎动物中保守的称为miR-129-3p 的microRNA，可在培养的细胞中通过下调CP110和抑制分枝状微丝的形成调控了纤毛的发生。阻断miR-129-3p可抑制血清饥饿诱导的纤毛发生，反之miR-129-3p过表达则可有效诱导增殖细胞中的纤毛发生以及促进纤毛延伸。基因表达分析进一步鉴别了ARP2, TOCA1, ABLIM1 和 ABLIM3是纤毛相关actin动力学中miR-129-3p的靶点。

 

此外，研究人员利用模式生物斑马鱼证实胚胎中抑制miR-129-3p可影响库氏小泡（Kupffer's vesicle）和原肾的纤毛发生，引起斑马鱼发育异常包括身体卷曲、心包囊水肿和内脏缺陷性左右不对称。

 

这些研究结果揭示了通过microRNA介导的转录后调控调节中心体向基体转化和随后的纤毛组装的机制。提示miR-129-3p的突变可能也是人类纤毛病的病因之一，而且还明确地把纤毛发生与分枝状微丝形成的抑制联系起来。此外，由于去掉培养基中的血清，即血清饥饿，也能抑制分枝状微丝的产生，这些研究结果部分地解释了血清饥饿可高效诱导培养细胞产生纤毛的原因。

 

该课题获得了国家科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的经费支持。