跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2010年7月20日；19(1):66-77.
doi:10.1016/j.devcel.2010.06.005。

草叉调节初级纤毛拆卸和左右不对称

多丽丝·金泽尔 1, 卡斯滕·博尔特, 艾丽卡·E·戴维斯, 英戈·伯彻尔, 迪特里希·特伦巴赫, 比尔·迪普拉斯, 塔妮娅·阿蒂埃-比塔赫, 沃尔夫冈·沃斯特, 尼古拉斯·卡萨尼斯, 马吕斯·尤芬, Heiko Lickert公司
附属公司

草叉调节初级纤毛拆卸和左右不对称

多丽丝·金泽尔等。 开发人员单元格. .

摘要

各种发育障碍都与睫状体缺陷有关，但控制纤毛拆卸的控制因素基本上尚不清楚。在这里，我们报道了一种小鼠胚胎淋巴结基因，我们将其命名为Pitchfork（Pifo）。Pifo与睫状体靶向复合体相关，在纤毛拆卸过程中积聚在基底体。单倍体不足会导致独特的淋巴结纤毛复制表型、左右不对称缺陷和心力衰竭。这一表型可能与人类有关，因为我们在一名患有反转位、囊性肝和肾的胎儿以及双流出右心室患者中发现了杂合R80K PIFO突变。我们表明，PIFO（而非R80K PIFO）足以激活Aurora A，这是一种诱导纤毛收缩的原癌激酶，PIFO/PIFO突变导致纤毛收缩、基底体解放和过度重复缺陷。因此，体内拆解表型的观察为理解和分类睫状体疾病提供了一个切入点。作者音频：

PubMed免责声明

数字

图1
图1。Pifo作为淋巴结和纤毛蛋白的鉴定
（A） Pifo的多物种ClustalW蛋白比对揭示了脊索动物和保守区域的进化保守性。显示了N端线圈域（虚线）和DUF1309域（实线）。方框区域显示抗体产生的表位。表明存在人类R80K突变。整体原位杂交显示Pifo公司mRNA局限于前视图（B）和远视图（D）中E7.75处的腹侧淋巴结凹坑细胞。（C） 组织切片显示Pifo公司mRNA在淋巴结凹坑细胞中的表达。超微结构免疫电镜显示Pifo蛋白定位于结窝细胞（E）TGN的细胞核和囊泡中，以及轴突MT和纤毛（F）睫状膜之间的E7.75处。共聚焦共免疫组化显示，Pifo定位于成年小鼠睾丸（G）精尾（H）和E7.75（I和J）小鼠结窝细胞稳定的MT上。Pifo为红色，乙酰化Tubulin（acet.Tub）为绿色，DAPI为蓝色。另请参见图S1和S2。
图2
图2。Pifo单倍体不足导致小鼠先天性心脏病
（A） E12.5处WT心脏的正视图。右心室（RV）与肺动脉相连，而左心室（LV）与背主动脉相连，如箭头所示。（B）Pifo公司lacZ公司/+心脏显示箭头所示的DORV和RV发育不全（比较[A]和[B]中的心室大小）。的组织切片重量（C） 和Pifo公司拉奇/+心脏（D）确认OFT的两条较大血管在E12.5处与RV相连。（E–H）通过E10.5处的全山原位杂交分析OFT标记基因。左侧表达标记基因坑x2c在左OFT区和左心室外侧壁（LW）表达重量胚胎（E），但在Pifo公司lacZ公司/+突变体（F）。Bmp2型在OFT中表示为重量胚胎（G），但在Pifo公司lacZ公司/+突变体（H）。
图3
图3。Pifo单倍体不足导致独特的纤毛表型和节点处细微的LR图案缺陷
SEM显示了E7.5至7.75之间小鼠淋巴结的不同类型的淋巴结纤毛缺陷。WT纹孔细胞为单细胞（A，I类）。与此相反，Pifo公司单倍体不足会导致结纤毛重复（B，II）、分叉（C，III）、部分分叉（D，IV）、重复和畸形（E，V）以及隆起（F，VI）。（G） 总结并量化了三种不同WT（n=270个纤毛计数）和七种不同类型纤毛的表型结果Pifo公司lacZ公司/+胚胎（n=544纤毛计数），误差条显示SD.TEM研究重量（H和J）和Pifo公司lacZ公司/+E7.5至E7.75（I、K和L）的突变节纤毛。节点纤毛显示一个9+0 MT的双重排列，由穿过重量cilium（J），但在Pifo公司lacZ公司/+纤毛（K和L）。MT偶极子沿纵轴的分支在重量（H） 以及Pifo公司拉奇/+纤毛（I）比较。CN=睫毛项链。（M–R）小鼠1至3体节（so）阶段最早LR不对称标记的整体原位杂交分析。（M–O）输入重量胚胎，证书2和节点mRNA表达在淋巴结周围呈马蹄形表达，一侧高表达（用星号表示）。（P–R）输入Pifo公司lacZ公司/+胚胎马蹄形表达模式中断，可见异位后表达。图片显示了鼠标节点的远端视图，前部朝上，左右轴为镜像。另请参见图S3。
图4
图4。在中心体和基体的Cilia组装和拆卸过程中积累Pifo
（A） 原肠期小鼠胚胎模型和腹侧和背侧淋巴结区域（盒状区域）。内部增殖的外胚层细胞向中间的羊膜腔分裂（紫色细胞）。离开表皮上皮的细胞（绿色细胞）退出细胞周期并进入G0以形成初级纤毛节细胞（红色细胞）。初级纤毛节点细胞在腹侧节点上皮细胞（黄色细胞）中分裂。（B–E）使用共焦显微镜对纤毛组装和分解节点细胞中的Pifo和中心体/基底体蛋白进行整体共定位研究。（B） Pifo在纤毛装配（绿色箭头）和纤毛装配细胞（B，I中的黄色箭头）中与附肢标记蛋白Cep164共定位，但不与初级纤毛节点细胞（B和B，II中的红色箭头）共定位。（C） Pifo在纤毛组装中间细胞（绿色箭头）和纤毛组装有丝分裂细胞（C、I和C、II中的黄色箭头）中与中心粒蛋白Cep135共定位，但被明确排除在初级纤毛节细胞（红色箭头）的基体之外。（D） Pifo与中心粒标记蛋白Cep135和中心粒附属物标记Cep164在纤毛装配和纤毛装配结细胞中的高分辨率共定位研究。（E） Pifo与中心粒蛋白Cep135、MT运动蛋白Kif3a、粘附连接蛋白E-Cadherin（E-Cad）、活化AurA（phAurA）和纤毛轴丝蛋白乙酰化Tubulin（acet.Tub）在腹侧淋巴结窝细胞中的高分辨率共定位研究。Pifo位于初级纤毛基底部粘连连接处的顶端，呈睫状颈状，与Kif3a、Cep135和phAurA共定位。
图5
图5。纤毛装配和拆卸过程中Pifo积累并与纤毛运输相关
（A） 用免疫细胞化学方法分析细胞周期依赖性Pifo在PLC中的积累。在增殖培养物中，几乎检测不到Pifo（A，I）。剥夺PLC细胞血清24至48小时以诱导纤毛聚集。在纤毛组装期间，Pifo小泡强烈积聚在细胞质（A，II）中，并与基底体（A，III）形成的轴丝共存。在初级纤毛细胞中，Pifo要么定位于TGN并与基底体（A，IV）重叠，要么被排除在母中心粒（A，V）之外。在PLC细胞重新刺激4至15小时后，Pifo积聚在细胞质的小泡中，在有丝分裂（A，VI）之前达到峰值，然后在有丝裂开始时迅速减少（C，VII）。（B–E）Pifo与乙酰化Tubulin（B）的Colocalization研究顺式-高尔基体标记蛋白GM130（C）、早期内体抗原1 EEA1（D）、内体和TGN标记甘露糖-6-磷酸受体M6PR（E）在4小时纤毛装配PLC细胞中的表达。（F） PIFO-Venus和Arl13b-tagRFP在稳定转染IMCD3细胞中的活细胞成像显示，在纤毛拆卸过程中2小时和4小时，PIFO-Vensus沿着纤毛和囊泡定向纤毛运输。箭头表示PIFO货物和囊泡；放大方框区域。（G） 在4小时纤毛装配HEK293T细胞中的协同免疫沉淀实验。人SF-TAP标记的PIFO在HEK293T细胞中表达，并使用链霉亲和素（Strep）亲和珠从裂解物中免疫沉淀（IP）。取内源性Rab6、Rab8、Arl13b、γ-管蛋白和肌动蛋白，免疫印迹后检测。诱饵蛋白的沉淀通过使用Flag抗体的western印迹来控制。5%的输入显示为负荷和特异性控制。另请参见图S4和S5以及电影S1至S6。
图6
图6。纤毛解体过程中的Pifo功能及其对基底部脱位和中心柄复制的控制
WT（A–D）和WT纤毛拆卸过程中Pifo功能的分析Pifo公司lacZ公司/+（F–I）原代肢芽培养。WT（A）和Pifo公司lacZ公司/+（F） 血清饥饿48小时后，原代成纤维细胞80%有纤毛（K），只有5%的细胞分裂（L）。血清刺激后，WT和Pifo公司lacZ公司/+细胞分解纤毛（K）并重新进入有丝分裂（L）。与WT细胞（B–D）相比，Pifo公司lacZ公司/+细胞在S至前期（G）出现中心体过度复制，中期（H）出现多极纺锤体，胞质分裂后出现纤毛重复（I）。未分化、增殖的ES细胞含有约10%至15%的纤毛细胞，并在培养中快速分裂（E）。在Pifo公司lacZ公司/+ES细胞，2.5%的分裂细胞显示多极纺锤体（J）。（K） 、（L）和（M）表示三个独立实验的合并数据，其中计算了100到200个细胞，误差条显示SD。请注意，wt条不包括在（M）中，因为值为零。通过免疫定位研究，对有丝分裂结节细胞（N-P）和PLC细胞（Q-S）的纤毛解体进行了研究。WT初级纤毛节细胞（N）和PLC细胞（Q）收缩纤毛，只有两个纺锤体极，而Pifo公司lacZ公司/+节点单元（O和P）和PLC单元（R和S）包含多个纺锤极，无法移动纤毛。
图7
图7。PIFO介导的AurA激活对Cilia拆卸是必要的
在稳定转染的IMCD细胞纤毛解体期间，PIFO-Venus向γ-Tubulin阳性基底体/中心体的转移（A）和定量（B）。（C） G0和4小时纤毛装配HEK293T细胞的协同免疫沉淀实验。人SF-TAP标记的PIFO和R80K PIFO在HEK293T细胞中表达，并使用链霉亲和素（Strep）亲和珠从裂解物中免疫沉淀（IP）。western印迹后，取下内源性AurA并检测。诱饵蛋白的沉淀由使用Flag抗体的western blotting控制，AurA的输入水平如（D–F）所示（G0和4小时车道）。（D–F）与SF-TAP对照（D）相比，SF-TAP标记的PIFO的过度表达延长了（E），而SF-TAP标签的R80K PIFO（F）抑制了纤毛装配HEK293T细胞中AurA的磷酸化。TAP标记结构的表达和总AurA水平分别通过使用Flag和AurA抗体的western blotting进行控制。（G） HEK293T细胞中过度表达的SF-TAP标记的PIFO在转录后水平上受到调节，如PIFO RT-PCR分析所示，PIFO使用肌动蛋白作为负荷控制（顶部面板），western blotting使用GAPDH作为负荷控制物（底部面板）。注意，在模拟对照转染的HEK293T细胞（顶面板，TAP）中没有内源性mRNA PIFO表达。在过度表达SF-TAP或SF-TAP标记WT（H，I-IV）和SF-TAP标签R80K-PIFO（H、V-VIII）的原代肢芽培养物中，通过免疫定位研究研究纤毛解体。与WT PIFO过度表达相反，R80K PIFO导致中心粒过度复制，无法将基底体从纤毛中移出。（一） 表示三个独立实验的汇总数据，其中计算了100到200个细胞，误差条显示为SD。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

  • 对人类胰腺癌的空间和单细胞转录组数据的综合分析显示，中间癌细胞群与预后不良相关。
    Kim S、Leem G、Choi J、Koh Y、Lee S、Nam SH、Kim JS、Park CH、Hwang HK、Min KI、Jo JH、Lee HS、Chung MJ、Park JY、Park SW、Song SY、Shin EC、Kang CM、Bang S和Park JE。 Kim S等人。 《基因组医学》2024年1月31日；16(1):20. doi:10.1186/s13073-024-01287-7。 《基因组医学》，2024年。 PMID：38297291 免费PMC文章。
  • 初级纤毛动力学控制组织组织和功能的新兴原理。
    Gopalakrishnan J、Feistel K、Friedrich BM、Grapin-Botton A、Jurisch-Yaksi N、Mass E、Mick DU、Müller RU、May-Simera H、Schermer B、Schmidts M、Walentek P、Wachten D。 Gopalakrishnan J等人。 EMBO J.2023年11月2日；42（21）：e113891。doi:10.15252/embj.2023113891。Epub 2023年9月25日。 EMBO J.2023。 PMID：37743763 免费PMC文章。 审查。
  • 精子尾部的结构特化。
    Leung MR、Zeng J、Wang X、Roelofs MC、Huang W、Zenezini Chiozzi R、Hevler JF、Heck AJR、Dutcher SK、Brown A、Zhang R、Zeev-Ben-Mordehai T。 Leung MR等人。 单元格。2023年6月22日；186（13）：2880-2896.e17。doi:10.1016/j.cell.2023.05.026。Epub 2023年6月15日。 单元格。2023 PMID：37327785 免费PMC文章。
  • 纤毛膜中的胆固醇作为抗癌的治疗靶点。
    木村S、森田T、细叶K、伊藤H、山本T、宫本T。 Kimura S等人。 前Mol Biosci。2023年3月16日；10:1160415. doi:10.3389/fmolb.2023.1160415。eCollection 2023年。 前Mol Biosci。2023 PMID：37006607 免费PMC文章。 审查。
  • 纤毛的出现和消失。
    Arora S、Rana M、Sachdev A、D'Souza JS。 Arora S等人。 生物科学杂志。2023;48(1):8. doi:10.1007/s12038-023-00326-6。 生物科学杂志。2023 PMID：36924208 免费PMC文章。 审查。
查看所有“被引用”文章

参考文献

    1. Ai D、Liu W、Ma L、Dong F、Lu MF、Wang D、Verzi MP、Cai C、Gage PJ、Evans S等。Pitx2通过对第二心肌谱系衍生心肌进行模式化来调节心脏左右不对称性。开发生物。2006;296:437–449.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Andersen JS、Wilkinson CJ、Mayor T、Mortensen P、Nigg EA、Mann M.通过蛋白质相关分析对人类中心体进行蛋白质组学表征。自然。2003;426:570–574.-公共医学
    1. Badano JL，Teslovich TM，Katsanis N.人类遗传病中心体。Nat Rev基因。2005;6:194–205.-公共医学
    1. Badano JL、Leitch CC、Ansley SJ、May-Simera H、Lawson S、Lewis RA、Beales PL、Dietz HC、Fisher S、Katsanis N。少基因Bardet-Biedl综合征上位性解剖。自然。2006;439:326–330.-公共医学
    1. Bettencourt-Dias M，Glover DM。中心体的生物发生和功能：中心体学带来了新的认识。Nat Rev Mol细胞生物学。2007;8:451–463.-公共医学

出版物类型

MeSH术语