Cell Reports：研究发现先天性心脏缺陷的新致病原因

近日，丹麦研究人员刚刚公布的一项研究结果，解释了细胞用来互相沟通的一种前所未知的机制。该研究有助于理解为什么有些儿童出生时会畸形，为什么儿童和成人可能会罹患危及生命的疾病。Søren Tvorup Christensen博士（生物系）和哥本哈根大学教授Lars Allan Larsen（细胞与分子医学系）与丹麦和法国同事合作，率先发现揭示一系列使人衰弱疾病和出生缺陷新的原因。

多年来，该研究小组在初级纤毛的研究方面一直处于领先地位。天线状结构状的初级纤毛几乎在人体内所有细胞的表面上存在。这些初级纤毛接收来自体内其他部位的信号，如生长因子和激素，然后将这些信号转换成单个细胞响应。这些初级纤毛的形成或功能缺陷会产生了一系列严重的疾病，包括心脏畸形，多囊肾病，失明，癌症，肥胖症和糖尿病。但是，仍然存在着很大的神秘感，比如这些初级纤毛如何捕捉，在细胞内进行信号转换。

研究人员已经发现了一种全新的方式，这些初级纤毛能够在他们中间寄存器信号，以确定细胞如何分裂和彼此之间的移动。

Søren Tvorup Christensen解释说：这也可以用来解释，干细胞如何发育成心脏肌肉。

研究者发现初级纤毛不只是通过触角中的受体捕捉信号，同时他们也能够运输特定类型的受体到触角底部，在那里他们被激活，并可能与宿主系统其它信号相互作用。

这些受体包括所谓的转化生长因子-β（TGF-β）受体，早前已被证实与出生缺陷和癌症有关。因此，触角底部可以作为一种控制中心协调细胞调控胎儿发育、维护成人器官功能的的能力。

Lars Allan Larsen在心脏发育研究方面具有多年的经验，他补充道：TGFβ信号在心脏发育过程中是非常重要的，TGFβ信号系统破坏可导致大约1％的新生儿先天性心脏缺陷。因此，新研究发现了先天性心脏缺陷的一个重大玄机。

两位研究者还指出，TGFβ信号缺陷与神经退行性疾病，如老年痴呆症，帕金森病和智力迟钝有关。随后，调研组已经开始研究这些初级纤毛在干细胞转化为神经细胞过程中如何调节TGFβ信号。

突破性成果已发表在Cell Reports杂志上。这项研究得到了Lundbeck公司基金会，诺和诺德基金会和丹麦心脏协会（丹麦）等资助。

原文链接：

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TGF-β Signaling Is Associated with Endocytosis at the Pocket Region of the Primary Cilium


Transforming growth factor β (TGF-β) signaling is regulated by clathrin-dependent endocytosis (CDE) for the control of cellular processes during development and in tissue homeostasis. The primary cilium coordinates several signaling pathways, and the pocket surrounding the base and proximal part of the cilium is a site for CDE. We report here that TGF-β receptors localize to the ciliary tip and endocytic vesicles at the ciliary base in fibroblasts and that TGF-β stimulation increases receptor localization and activation of SMAD2/3 and ERK1/2 at the ciliary base. Inhibition of CDE reduced TGF-β-mediated signaling at the cilium, and TGF-β signaling and CDE activity are reduced at stunted primary cilia in Tg737orpk fibroblasts. Similarly, TGF-β signaling during cardiomyogenesis correlated with accumulation of TGF-β receptors and activation of SMAD2/3 at the ciliary base. Our results indicate that the primary cilium regulates TGF-β signaling and that the ciliary pocket is a compartment for CDE-dependent regulation of signal transduction.


来源：生物谷