检索历史 清除

摘要上皮细胞是一类典型的具有顶端-基底端(Apical-Basal，A-B)极性的细胞，它们的细胞核位于基底端，而顶端有时会生长纤毛，且在有丝分裂过程中也要维持极性，本论文研究了上皮细胞的纤毛发生和极性分裂两个过程。<br>　　本文首先关注的是纤毛的发生过程。纤毛(cilium)是广泛分布于动物组织中的一种突出于细胞表面的细胞器，发挥着感知胞外环境、信号传导和细胞运动等重要的作用。纤毛的发生首先需要将母中心粒(mother centriole)转变成基体(basal body)，而这一过程需要将CP110蛋白从母中心粒上去除；另外，微丝的动态对纤毛的发生也很重要，但是月前尚不清楚这两个过程是如何被调控的。微小RNA(microRNA，miR)是一类约22nt长的非编码的小分子RNA，研究表明微小RNA调控着包括发育、细胞增殖、细胞凋亡、器官发生、免疫和肿瘤发生在内的多种牛理病理过程。miR-129-3p是一个在脊椎动物中保守的微小RNA，我们发现它通过同时下调CP110蛋白和4个调控微丝动态的蛋白质(Arp2、Toca1、abLIM1和abLIM3)的表达水平来控制纤毛的发生。在培养的细胞中抑制内源的miR-129-3p会抑制纤毛的发生过程，而过量表达miR-129-3p会在增殖的细胞中诱导纤毛的发生，且在饥饿的细胞中会导致纤毛异常延长。miR-129-3p在小鼠大脑皮层、肾脏小管和收集管、视网膜以及斑马鱼的柯弗氏泡(Kupffer's vesicle)和原肾管(pronephric duct)等位置有表达，显示出和纤毛的相关性。另外，在斑马鱼胚胎中注射抑制miR-129-3p的morpholino会抑制柯弗氏泡和原肾管中纤毛的生长，进而导致一系列相关的发育异常表型，如身体弯曲、心包水肿和左右不对称性紊乱等。我们的研究结果揭示了微小RNA介导的转录后调控机制同时调控了中心粒-基体转变过程和之后纤毛的生长过程。<br>　　本文第二部分关注的是上皮细胞极性分裂的过程。上皮细胞在分裂过程中既要维持极性又要维持上皮的完整性，纺锤体的方向并不是随机的，而是垂直于A-B轴，这种定向也决定了染色体分离和细胞分裂的方向。这类有固定方向的分裂称为极性分裂(polarized division)。极性分裂的分子机制尚未完全搞清楚，主要结果来自于对神经上皮核迁移(interkinetic nuclear migration，INM)的研究。在本研究中，我们使用斑马鱼内耳上皮和小鼠附睾上皮两种柱状上皮作为研究对象来研究极性分裂的机制。我们发现这两种上皮的细胞核也存在类似INM的迁移现象，细胞核在G2中后期从基底端迁移到顶端，然后分裂，分裂后在G1期迁移回基底端。向顶端的核迁移过程依赖微管和胞质动力蛋白(dynein)，肌凝蛋白(myosinⅡ)和微丝(F-actin)(合称为肌动球蛋白，actomyosin)参与细胞形态的变化和纺锤体的定向(spindle orientation)。向顶端的核迁移对于分裂是必须的，细胞只有当核迁移到顶端的时候才进入分裂期，阻滞了迁移就阻滞了分裂。Cyclin B1在细胞核迁移到顶端的时候才开始入核肩动分裂，而中心体也是定位在顶端，只有当核迁移到顶端时才开始向核的两端移动进而组装纺锤体，这提示向顶端的核迁移可能是由定位于顶端的中心体和其它信号导致的。而且，极性分裂方向的异常导致了细胞不能被完全整合到上皮细胞中，说明正确的分裂方向对上皮组织的维持是重要的。