综述：微丝在纤毛形成和功能中的作用

这篇综述系统阐述了微丝（microfilaments）作为细胞骨架核心组分在纤毛（cilia）发生、组装及功能维持中的调控机制，重点解析了微丝动态聚合/解聚通过影响基底体（basal body）迁移、囊泡运输（Rab GTPases）、过渡区（transition zone）组装及信号通路（如Hedgehog）等环节调控纤毛发生，并探讨了其异常与纤毛病（ciliopathies）的关联，为相关疾病治疗提供新视角。

　　

微丝在纤毛形成和功能中的核心作用

结构基础：微丝与纤毛的分子特征

微丝由肌动蛋白（actin）单体聚合形成，直径约7 nm，通过ATP水解驱动动态组装。纤毛则以"9+0"（静纤毛）或"9+2"（动纤毛）微管（microtubules）排列为核心，其基底体衍生自母中心粒，过渡区作为"分子筛"调控蛋白选择性进入。

纤毛发生阶段：微丝的时空调控

4.1 起始阶段

• 结构支撑：顶端微丝束静态化与亚顶端微丝动态成核共同锚定纤毛根部，缺失肌动蛋白调节蛋白MIM会导致纤毛稳定性丧失。
• 细胞极性建立：Arp2/3复合体介导的微丝成核抑制后，中心体才能脱离核周区域向顶膜迁移；平面细胞极性（PCP）通路下游的微丝聚合驱动基底体平面极化。

4.2 组装阶段

• 囊泡运输调控：Formin蛋白Diaphanous 1促进微丝聚合，引导Rab11囊泡向纤毛基底部运输；双效应蛋白MiniBAR通过协调Rac-GTP/Rho-GTP平衡同时调控膜运输与肌动球蛋白收缩力。
• 过渡区组装：微丝动态紊乱会导致过渡区关键蛋白NPHP-4错位，而TMEM67缺失可通过抑制微丝聚合挽救纤毛发生缺陷。
• 纤毛长度控制：α-辅肌动蛋白1/4介导MCHR1诱导的纤毛缩短，而EHBP1L1-CD2AP/CIN85复合体通过基底体周微丝重组负向调控纤毛长度。

功能维持：动态平衡与疾病关联

4.3.1 稳定性维护

• OFD1-Arp2/3复合体调控中心体周微丝分支动态，其紊乱导致纤毛组装异常；
• 组蛋白去甲基化酶KDM3A通过直接作用于肌动蛋白细胞骨架调控IFT蛋白募集。

4.3.2 运动协调
室管膜细胞中，Kif6缺失导致纤毛搏动减弱，而JNK信号通路通过维持顶端微丝网络确保基底体膜锚定。

生理病理意义

呼吸道上皮纤毛通过微丝介导的节律性摆动清除黏液，而视网膜连接纤毛依赖局部微丝动态调控GPCRs外泌。纤毛异常解聚（如Rab7过度激活）或微管多谷氨酰化缺陷（TPGC缺失）均可通过破坏微丝-微管协同引发纤毛病。

结论

微丝网络通过"空间重构-力学调控-信号传导"三位一体机制精确调控纤毛发生：其解聚提供物理空间允许基底体迁移，动态重组介导囊泡定向运输，并通过Hedgehog等通路影响纤毛功能。该领域研究为阐明纤毛病机制提供了新的理论框架。