纖毛病是細(xì)胞上一種叫做“纖毛”的結(jié)構(gòu)發(fā)生功能障礙所導(dǎo)致的疾病，其臨床表現(xiàn)有多囊腎、進(jìn)行性失明和耳聾、智障、內(nèi)臟倒位（如心臟位于身體右側(cè)）、多指，以及肥胖、糖尿病等。研究纖毛發(fā)生的調(diào)控機(jī)制有助于認(rèn)識纖毛病的發(fā)病機(jī)理。中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所的科學(xué)家揭示了一種由小RNA調(diào)控纖毛發(fā)生的機(jī)制，相關(guān)研究成果6月10日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-細(xì)胞生物學(xué)》提前在線發(fā)表。

纖毛是突出于細(xì)胞表面的一種長度為幾到十幾微米的富含微管的毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)，在單細(xì)胞的原生動物中就已經(jīng)出現(xiàn)，并廣泛存在于包括人類在內(nèi)的高等動物的幾乎所有類型細(xì)胞中。纖毛可以大致分為靜止的“初級纖毛”和能夠擺動的“動纖毛”這兩類。前者好比細(xì)胞伸出的天線，能夠感知外界的環(huán)境和信號，以便細(xì)胞做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)；后者則可以使細(xì)胞運(yùn)動或使胞外液體發(fā)生流動。比如，大量的動纖毛存在于高等動物氣管和腦室的細(xì)胞中，行使排除痰液或驅(qū)動腦脊液流動的功能，而精子的鞭毛則是一種超長的動纖毛。已有的研究表明，纖毛的發(fā)生首先需要由中心粒在細(xì)胞表面形成“基體”，以便微管這種細(xì)胞骨架的定向生長；此外，另一種細(xì)胞骨架--微絲的某種變化對纖毛發(fā)生也很重要。小RNA則是近年來發(fā)現(xiàn)的一類能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)水平的核糖核酸。

生化與細(xì)胞所朱學(xué)良研究組的研究生曹景利、沈義棟和副研究員鄢秀敏等發(fā)現(xiàn)，一種叫做miR-129-3p的小RNA能夠通過促進(jìn)基體的形成和抑制分枝狀微絲而誘導(dǎo)初級纖毛的發(fā)生。機(jī)理研究表明，在培養(yǎng)的哺乳動物細(xì)胞中，miR-129-3p可同時抑制四個調(diào)節(jié)分枝狀微絲的蛋白質(zhì)和一個抑制基體形成的蛋白質(zhì)。在小鼠中，miR-129-3p在富含初級纖毛的腦、視網(wǎng)膜、腎臟等組織中高表達(dá)。在模式生物斑馬魚中抑制這個小RNA會引起斑馬魚身體彎曲、心包囊水腫、內(nèi)臟左右不對稱性紊亂等典型的纖毛病病征，纖毛的長度和數(shù)目也明顯減少，證明miR-129-3p通過調(diào)控纖毛發(fā)生而影響生物體的發(fā)育過程。這些結(jié)果不僅揭示小RNA可以調(diào)控初級纖毛的發(fā)生，還提示miR-129-3p的突變可能也是人類纖毛病的病因之一。而且，相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)在纖毛病的檢測和治療方面也具有潛在的應(yīng)用價值。

該研究獲得了國家科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院的經(jīng)費(fèi)支持。