在人體幾乎每一個細胞表面，都延伸著一種被稱為“初級纖毛”的微小結(jié)構(gòu)，形似天線，負責感知周圍環(huán)境中的化學(http://www.weberwork.com/sell/l_9/)信號（如激素）和機械(http://www.weberwork.com/sell/l_4/)刺激，并調(diào)控細胞對外界信號的響應(yīng)。這種特殊的細胞器雖不參與運動(http://www.weberwork.com/sell/l_35/)，卻在發(fā)育、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，由于其結(jié)構(gòu)微小且復(fù)雜，初級纖毛的分子組成長期以來難以解析。

 

近日，來自美國和瑞典的科研團隊在國際頂尖期刊《細胞》（Cell）發(fā)表突破性研究，首次系統(tǒng)繪制了人類初級纖毛內(nèi)部蛋白質(zhì)的空間分布圖譜。這項研究不僅識別出構(gòu)成纖毛的數(shù)百種蛋白質(zhì)，還發(fā)現(xiàn)了91種此前從未與纖毛關(guān)聯(lián)的新型蛋白，為理解纖毛病等罕見遺傳病的機制開辟了全新路徑。

 

研究團隊采用高分辨率成像技術(shù)與大規(guī)?？贵w篩選方法，對三種不同類型的人類細胞中的初級纖毛進行了深入分析，共檢測了超過12.8萬根獨立纖毛。最終，他們鑒定出715種定位于初級纖毛的蛋白質(zhì)，這些蛋白分布于纖毛的不同區(qū)域，協(xié)同參與信號感知與傳遞過程。

 

研究發(fā)現(xiàn)，初級纖毛并非千篇一律的“通用天線”，而是具有高度可塑性的“智能信息處理器”。不同類型的細胞會根據(jù)其生理功能，定制化地組裝纖毛內(nèi)的蛋白質(zhì)組合，使其能夠執(zhí)行特定的感知任務(wù)——例如，腎細胞的纖毛可能更擅長感知液體流動，而神經(jīng)元的纖毛則可能更敏感于特定激素信號。

 

更令人振奮的是，通過與瑞典卡羅林斯卡學院的臨床醫(yī)生合作，研究人員將這份詳盡的纖毛蛋白圖譜與未確診遺傳病患者的基因數(shù)據(jù)進行比對，在一名表現(xiàn)出典型纖毛病癥狀（如多指、發(fā)育遲緩）的兒童中，發(fā)現(xiàn)了一個影響CREB3基因的罕見變異。該基因此前未被歸類為纖毛病相關(guān)致病基因，但本研究證實其編碼蛋白定位于初級纖毛，并可能在纖毛功能調(diào)控中起重要作用。

 

這一發(fā)現(xiàn)不僅為診斷不明原因的遺傳綜合征提供了新線索，也顯著提升了將罕見疾病與纖毛功能障礙聯(lián)系起來的能力。纖毛病是一類由纖毛結(jié)構(gòu)或功能缺陷引起的遺傳性疾病，臨床表現(xiàn)多樣，包括智力障礙、視網(wǎng)膜退化、腎臟囊腫、骨骼畸形等，但由于致病基因眾多且部分尚未明確，許多患者長期面臨“有癥無診”的困境。

 

為推動全球科研與臨床進展，研究團隊已將全部數(shù)據(jù)公開至人類蛋白質(zhì)圖譜數(shù)據(jù)庫（Human Protein Atlas），供全球科學家和醫(yī)生免費訪問使用。這一資源有望加速新致病基因的發(fā)現(xiàn)、提升診斷準確率，并為未來開發(fā)靶向纖毛的療法提供堅實基礎(chǔ)。

 

這項研究重新定義了我們對初級纖毛的認知：它不僅是被動的傳感器，更是動態(tài)、可編程的細胞“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”。隨著這張“分子天線”藍圖的揭曉，人類向破解一系列復(fù)雜遺傳病邁出了關(guān)鍵一步。