编辑推荐：
原发性纤毛运动障碍（PCD）遗传背景复杂，CFAP221 在 PCD 发病机制中的作用待明确。研究人员对波兰 PCD 患者进行研究，发现 CFAP221 新致病变体，证实其参与 PCD 发病。该研究为 PCD 诊断提供依据。
在微观的细胞世界里，有一种神奇的 “小尾巴”—— 纤毛，它广泛存在于真核细胞表面，看似不起眼，却有着至关重要的作用。原发性纤毛运动障碍（Primary Ciliary Dyskinesia，PCD）便是一种因纤毛功能异常引发的罕见遗传疾病。PCD 的遗传背景高度复杂，目前，仍有 25 - 30% 的 PCD 患者其致病基因未被明确。CFAP221（Cilia and Flagella Associated Protein 221，纤毛和鞭毛相关蛋白 221）作为一个潜在的 PCD 致病基因，自 2020 年被首次报道后，一直缺乏独立研究来证实其与 PCD 的关联。为了揭开 CFAP221 与 PCD 之间的神秘面纱，来自国外的研究人员展开了深入探索，相关研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在基因检测方面，运用单链构象多态性（SSCP）分析、多重连接依赖探针扩增（MLPA）分析、靶向 exon 测序以及全外显子测序（WES）等技术，对大量 PCD 患者的外周血 DNA 进行检测。同时，利用免疫荧光（IF）技术观察纤毛超微结构，通过高分辨率视频显微镜和黏液纤毛运输实验评估纤毛运动功能。此外，还借助 RNA 干扰（RNAi）技术在模式生物地中海涡虫（Schmidtea mediterranea）中研究 CFAP221 的功能，样本来源于波兰的 PCD 患者及健康对照个体。
下面来看具体的研究结果：
- 临床描述：研究中的波兰男性先证者，7 岁时被临床诊断为 PCD。18 岁时的检查显示，他的胸部 CT 扫描排除了支气管扩张，肺功能正常，但有 ENT 症状和非严重先天性心脏缺陷。其鼻腔一氧化氮（nNO）浓度低于正常水平。
- 致病变体特征：最初在已知 PCD 基因 LRRC6 中发现一个可能的致病变体，但后续分析未发现其互补变体。通过 WES 发现 CFAP221 基因外显子 16 存在纯合移码变体 c.1641dup，该变体导致提前终止密码子的产生。Segregation 分析表明，父母和未患病的兄弟都是该变体的携带者。RT - PCR 和 Western blot 分析显示，先证者的 CFAP221 mRNA 和蛋白均缺失。
- 对纤毛结构和功能的影响：IF 染色发现，先证者纤毛中央装置的染色模式异常。高分辨率视频显微镜观察到先证者的纤毛运动呈异步、圆周运动，且纤毛摆动频率（CBF）降低。黏液纤毛运输实验表明，先证者的黏液纤毛运输速度比健康对照慢近 5 倍。先证者精子样本检查显示，精子的形态和运动功能正常。
- CFAP221 同源基因沉默的影响：在涡虫中沉默 CFAP221 同源基因后，涡虫的运动速度显著降低，头部上皮细胞的纤毛运动也出现异步和减慢的现象。
在研究结论与讨论部分，该研究独立证实了 CFAP221 直接参与 PCD 的发病机制。不同患者的 CFAP221 变体不同，可能导致临床表现和 nNO 水平存在差异。先证者纤毛运动的异常与之前的研究既有相似之处，也有不同。IF 分析显示，先证者纤毛中央装置存在细微异常，这与 CFAP221 在纤毛中央装置的定位相符。涡虫实验证实了 CFAP221 在进化上对纤毛功能的保守作用。此外，研究还发现，小鼠模型中 CFAP221 缺失会导致雄性不育，但人类先证者的精子功能正常，这表明 CFAP221 在人类和小鼠精子发生中的作用机制可能不同。综合来看，该研究明确了 CFAP221 是 PCD 的致病基因，为 PCD 的早期基因诊断提供了重要依据，有助于提高对 PCD 的认识和诊断水平，对临床实践具有重要的指导意义。
