纤毛病是细胞上一种叫做“纤毛”的结构发生功能障碍所导致的疾病，其临床表现有多囊肾、进行性失明和耳聋、智障、内脏倒位（如心脏位于身体右侧）、多指，以及肥胖、糖尿病等。研究纤毛发生的调控机制有助于认识纤毛病的发病机理。中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的科学家揭示了一种由小RNA调控纤毛发生的机制，相关研究成果6月10日在国际权威学术期刊《自然-细胞生物学》提前在线发表。
纤毛是突出于细胞表面的一种长度为几到十几微米的富含微管的毛发状结构，在单细胞的原生动物中就已经出现，并广泛存在于包括人类在内的高等动物的几乎所有类型细胞中。纤毛可以大致分为静止的“初级纤毛”和能够摆动的“动纤毛”这两类。前者好比细胞伸出的天线，能够感知外界的环境和信号，以便细胞做出恰当的反应；后者则可以使细胞运动或使胞外液体发生流动。比如，大量的动纤毛存在于高等动物气管和脑室的细胞中，行使排除痰液或驱动脑脊液流动的功能，而精子的鞭毛则是一种超长的动纤毛。已有的研究表明，纤毛的发生首先需要由中心粒在细胞表面形成“基体”，以便微管这种细胞骨架的定向生长；此外，另一种细胞骨架--微丝的某种变化对纤毛发生也很重要。小RNA则是近年来发现的一类能调节细胞内蛋白质表达水平的核糖核酸。
生化与细胞所朱学良研究组的研究生曹景利、沈义栋和副研究员鄢秀敏等发现，一种叫做miR-129-3p的小RNA能够通过促进基体的形成和抑制分枝状微丝而诱导初级纤毛的发生。机理研究表明，在培养的哺乳动物细胞中，miR-129-3p可同时抑制四个调节分枝状微丝的蛋白质和一个抑制基体形成的蛋白质。在小鼠中，miR-129-3p在富含初级纤毛的脑、视网膜、肾脏等组织中高表达。在模式生物斑马鱼中抑制这个小RNA会引起斑马鱼身体弯曲、心包囊水肿、内脏左右不对称性紊乱等典型的纤毛病病征，纤毛的长度和数目也明显减少，证明miR-129-3p通过调控纤毛发生而影响生物体的发育过程。这些结果不仅揭示小RNA可以调控初级纤毛的发生，还提示miR-129-3p的突变可能也是人类纤毛病的病因之一。而且，相关的研究发现在纤毛病的检测和治疗方面也具有潜在的应用价值。
该研究获得了国家科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的经费支持。
