Cell子刊：细胞通讯的新途径

　　

生物通报道：日前，丹麦研究人员的一项新研究，描述了细胞彼此通讯时采用的一个新机制。这一突破性的发现可以增进人们对细胞表面纤毛的认识，帮助人们进一步理解相关疾病和出生缺陷。

细胞表面的纤毛

原纤毛（Primary cilia）是人体内几乎所有细胞都具有的表面突起结构。这些结构负责从其他细胞接收信号（如生长因子和激素），并将这些信号转化为细胞内的应答。如果原纤毛出现缺陷，就会引发一系列严重的疾病，包括心脏病、多囊肾病、失明、癌症、肥胖症和糖尿病等等。不过，此前人们并不了解原纤毛捕获和转换信号的具体机制。

这一突破性的研究由哥本哈根大学的Dr. Søren Tvorup Christensen和Lars Allan Larsen教授领导，文章发表在Cell旗下的Cell Reports杂志上。

“我们阐明了原纤毛结构处理信号的全新通路，通过这一路径外界信号得以决定细胞的分裂和运动。这一机制还可以帮助我们理解，干细胞发育成为心肌细胞的过程，”Søren Tvorup Christensen说。

“我们发现，原纤毛不仅可以通过顶部的受体捕获信号，还能够将特定类性的受体运送到原纤毛的底部。这些受体到达原纤毛底部后，活化并与其他一些信号系统发生相互作用。转化生长因子TGFβ受体就属于这类受体，此前有研究显示，TGFβ受体涉及了一些出生缺陷和癌症。可以说原纤毛的底部是一种控制中心，通过调节细胞功能，来确保胎儿发育和维持成人器官的功能。”

TGFβ信号和心脏发育

Lars Allan Larsen教授在心脏发育研究方面有多年经验。他补充道：“TGFβ信号传导在心脏的发育过程中非常重要，如果这一信号出现问题，就会导致先天性心脏病。据统计，约有1%的新生儿受到这种疾病的影响。而我们的这项成果，是解析先天性心脏病发病机理的重要一步。”研究人员还指出，TGFβ信号传导也与多种神经退行性疾病有关，例如阿尔茨海默症、帕金森症和智力低下等。

原纤毛对于人体健康很重要，科学家们一直对这一结构很感兴趣。下一步，研究人员将在一些具体的生物学过程中，分析原纤毛对TGFβ信号的调控。他们已经开始研究，当干细胞分化为神经细胞时原纤毛的作用机制。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

TGF-β Signaling Is Associated with Endocytosis at the Pocket Region of the Primary Cilium

Transforming growth factor β (TGF-β) signaling is regulated by clathrin-dependent endocytosis (CDE) for the control of cellular processes during development and in tissue homeostasis. The primary cilium coordinates several signaling pathways, and the pocket surrounding the base and proximal part of the cilium is a site for CDE. We report here that TGF-β receptors localize to the ciliary tip and endocytic vesicles at the ciliary base in fibroblasts and that TGF-β stimulation increases receptor localization and activation of SMAD2/3 and ERK1/2 at the ciliary base. Inhibition of CDE reduced TGF-β-mediated signaling at the cilium, and TGF-β signaling and CDE activity are reduced at stunted primary cilia in Tg737orpk fibroblasts. Similarly, TGF-β signaling during cardiomyogenesis correlated with accumulation of TGF-β receptors and activation of SMAD2/3 at the ciliary base. Our results indicate that the primary cilium regulates TGF-β signaling and that the ciliary pocket is a compartment for CDE-dependent regulation of signal transduction.