Nat Commun：诊断纤毛遗传障碍的新型成像技术

  纤毛是细胞的尾巴和“天线”，其也是对细胞非常关键的一种生物结构，其遍布于机体的气管中，可以帮助清除我们吸入的所有废物，同时纤毛也对我们的视觉、嗅觉非常重要；当突变破坏了纤毛的结构或功能时，其对人类机体的效应将是灾难性的，有时候甚至可以致人死亡。

  如今研究人员并不能对名为ciliopathies的纤毛遗传障碍进行准确诊断、研究以及治疗，本文研究中，来自北卡罗来纳州立大学的研究人员就利用了一种新型技术捕捉到了人类机体纤毛的高分辨率图像，为研究ciliopathies的发生提供了巨大的帮助，相关研究刊登于国际杂志Nature Communications上。

  截至目前为止研究人员鉴别出了大约20种不同的ciliopathies遗传障碍，包括原发性纤毛运动障碍（PCD）和多囊肾病（PKD），这两种是最为常见的ciliopathies遗传障碍，其典型的诊断方法主要是通过遗传筛查以及利用普通电镜对病人的纤毛进行检测。

  但目前的问题是，常规的普通电镜并不能检测出纤毛的所有异常状况，当发生遗传突变时也不能满足要求；因此引发纤毛故障的原因至今并不清楚，而且ciliopathies疾病的患者常常不能确诊甚至会出现误诊。

  本文研究中，研究人员开发了一种新技术——先进的成像技术，其可以对人类组织样本进行快速冷冻来保留其原始结构，同时利用透射电子显微镜检查技术对其成像，并且将图像转化成为3D模型，这种先进的成像技术是首次用于进行人类纤毛疾病及样本的研究。最后研究者Nicastro说道，长时间以来我们并不清楚人类纤毛微小缺陷的发病原因，而本文中新型成像诊断技术的开发为我们后期研究纤毛缺陷及结构异常等疾病提供了新的线索和依据。（转化医学网360zhyx.com）

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Cryo-electron tomography reveals ciliary defects underlying human RSPH1 primary ciliary dyskinesia
Nature Communications doi:10.1038/ncomms6727
Jianfeng Lin, Weining Yin, Maria C. Smith, Kangkang Song, Margaret W. Leigh, Maimoona A. Zariwala, Michael R. Knowles, Lawrence E. Ostrowski & Daniela Nicastro
Cilia play essential roles in normal human development and health; cilia dysfunction results in diseases such as primary ciliary dyskinesia (PCD). Despite their importance, the native structure of human cilia is unknown, and structural defects in the cilia of patients are often undetectable or remain elusive because of heterogeneity. Here we develop an approach that enables visualization of human (patient) cilia at high-resolution using cryo-electron tomography of samples obtained noninvasively by nasal scrape biopsy. We present the native 3D structures of normal and PCD-causing RSPH1-mutant human respiratory cilia in unprecedented detail; this allows comparisons of cilia structure across evolutionarily distant species and reveals the previously unknown primary defect and the heterogeneous secondary defects in RSPH1-mutant cilia. Our data provide evidence for structural and functional heterogeneity in radial spokes, suggest a mechanism for the milder RSPH1 PCD phenotype and demonstrate that cryo-electron tomography can be applied to human disease by directly imaging patient samples.