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文档简介
纤毛的类型结构与相关疾病文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u26520纤毛的类型结构与相关疾病文献综述 1186191.1纤毛的类型与结构 152621.2纤毛的发生 452691.3纤毛的功能 657411.4纤毛的相关疾病 71.1纤毛的类型与结构纤毛是一种进化上保守的细胞器,它几乎存在于所有的真核生物和脊椎动物中,并且广泛分布于不同组织内部,功能各不相同。纤毛由基于细胞骨架微管和动力蛋白所组成,质膜突出于细胞表面,呈现细小毛发状ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Pazour</Author><Year>2003</Year><RecNum>835</RecNum><DisplayText>(PazourandWitman,2003)</DisplayText><record><rec-number>835</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1614428485">835</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Pazour,G.J.</author><author>Witman,G.B.</author></authors></contributors><auth-address>UnivMassachusetts,SchMed,ProgramMolMed,Worcester,MA01605USA 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0021-9525(Linking)</isbn><accession-num>4554367</accession-num><urls><related-urls><url>/pubmed/4554367</url></related-urls></urls><custom2>PMC2108734</custom2><electronic-resource-num>10.1083/jcb.53.2.494</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>(GilulaandSatir,1972)。临近TZ区近端存在一种成份未知的类似纤维结构,称为过渡纤维(transitionfibers,TFs),TFs一端锚定在母中心粒,另一端在质膜和纤毛膜交界处ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA(Benmerah,2013;VerheyandYang,2016)。纤毛作为一个独立的细胞器,它内部的蛋白成分与其膜外基质大大不同,这种独立的专属环境非常需要一种门控和运输机制存在。更重要的是门控系统可以根据细胞外的信号调节纤毛蛋白的位置来响应信号通路ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Takao</Author><Year>2016</Year><RecNum>73</RecNum><DisplayText>(TakaoandVerhey,2016)</DisplayText><record><rec-number>73</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1552112791">73</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Takao,D.</author><author>Verhey,K.J.</author></authors></contributors><titles><title>Gatedentryintotheciliarycompartment</title><secondary-title>CellMolLifeSci</secondary-title></titles><periodical><full-title>CellMolLifeSci</full-title></periodical><pages>119-27</pages><volume>73</volume><number>1</number><keywords><keyword>Animals</keyword><keyword>Cilia/*metabolism/ultrastructure</keyword><keyword>Cytosol/metabolism</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>MembraneProteins/metabolism</keyword><keyword>NuclearPoreComplexProteins/*metabolism/ultrastructure</keyword><keyword>ProteinTransport</keyword></keywords><dates><year>2016</year><pub-dates><date>Jan</date></pub-dates></dates><isbn>1420-9071(Electronic) 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DepartmentofBiology,TempleUniversity,Philadelphia,PA19122,USA.</auth-address><titles><title>Permeabilitybarriersforgeneratingauniqueciliaryproteinandlipidcomposition</title><secondary-title>CurrOpinCellBiol</secondary-title></titles><periodical><full-title>CurrOpinCellBiol</full-title></periodical><pages>109-16</pages><volume>41</volume><keywords><keyword>Animals</keyword><keyword>Cilia/*metabolism</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Lipids/*chemistry</keyword><keyword>Models,Biological</keyword><keyword>Permeability</keyword><keyword>Proteins/*metabolism</keyword></keywords><dates><year>2016</year><pub-dates><date>Aug</date></pub-dates></dates><isbn>1879-0410(Electronic) 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UnivGuelph,DeptZool,GuelphN1g2w1,Ontario,Canada UnivCologne,InstBot,W-5000Cologne41,Germany UnivSouthampton,DeptBiol,SouthamptonSo93tu,Hants,England UnivCopenhagen,InstSporeplanter,Dk-1168Copenhagen,Denmark</auth-address><titles><title>TerminologyandNomenclatureoftheCytoskeletalElementsAssociatedwiththeFlagellarCiliaryApparatusinProtists</title><secondary-title>Protoplasma</secondary-title><alt-title>Protoplasma</alt-title></titles><periodical><full-title>Protoplasma</full-title></periodical><alt-periodical><full-title>Protoplasma</full-title></alt-periodical><pages>1-8</pages><volume>164</volume><number>1-3</number><keywords><keyword>flagellateciliate</keyword><keyword>protists</keyword><keyword>cytoskeleton</keyword><keyword>flagellarapparatus</keyword><keyword>kinetid</keyword><keyword>terminology</keyword><keyword>nomenclature</keyword></keywords><dates><year>1991</year></dates><isbn>0033-183x</isbn><accession-num>WOS:A1991GU47700001</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:A1991GU47700001</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>Doi10.1007/Bf01320809</electronic-resource-num><language>English</language></record></Cite></EndNote>(Andersenetal.,1991)。目前,人们对Y形连接结构的组成基本未知,但是特定过渡区定位和功能相关蛋白可能是Y形连接结构的候选组分,包括与Meckel综合症(MKS)、Joubert综合症(JBTS)、肾性眼病(NPHP)、Senior-Loken综合症(SLSN)和Leber-先天性黑内障(LCA)有关的纤毛病蛋白。在TZ区形成后,基体内的三联体微管转化为外联体微管。9组二联体微管是初级纤毛轴突的主要组成部分。在动纤毛中存在帮助运动的附属结构,例如,二联体微管中心部分还存在一对中央微管,以及二联体微管周围的精细有序的内外动力蛋白臂和放射辐条。纤毛轴突的后续生长延长只发生在纤毛的顶端ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Johnson</Author><Year>1992</Year><RecNum>1283</RecNum><DisplayText>(JohnsonandRosenbaum,1992)</DisplayText><record><rec-number>1283</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1617001320">1283</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Johnson,K.A.</author><author>Rosenbaum,J.L.</author></authors></contributors><auth-address>DepartmentofBiology,YaleUniversity,NewHaven,Connecticut06511.</auth-address><titles><title>Replicationofbasalbodiesandcentrioles</title><secondary-title>CurrOpinCellBiol</secondary-title></titles><periodical><full-title>CurrOpinCellBiol</full-title></periodical><pages>80-5</pages><volume>4</volume><number>1</number><edition>1992/02/01</edition><keywords><keyword>Animals</keyword><keyword>Centrioles/*ultrastructure</keyword><keyword>*DNAReplication</keyword><keyword>Microtubules/ultrastructure</keyword><keyword>Organelles/*ultrastructure</keyword><keyword>SpindleApparatus/ultrastructure</keyword></keywords><dates><year>1992</year><pub-dates><date>Feb</date></pub-dates></dates><isbn>0955-0674(Print) 0955-0674(Linking)</isbn><accession-num>1558756</accession-num><urls><related-urls><url>/pubmed/1558756</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1016/0955-0674(92)90062-h</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>(JohnsonandRosenbaum,1992)。在纤毛轴突的生长尖端是纤毛帽结构。电镜结果显示纤毛帽结构首先出现在纤毛轴突和过渡区之间。因此,纤毛帽结构在稳定纤毛结构中起着重要的作用ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA(Dentler,1980;Portmanetal.,1987)。纤毛轴丝的延长依赖于纤毛内运输(intraflagellartransport,IFT)。纤毛内部没有蛋白质合成机器核糖体,因此外界物质进入纤毛内和去除废弃的蛋白都需要IFT机制,帮助蛋白质穿越“纤毛门控”系统运输至纤毛的顶端或者运出纤毛。IFT是一种位于二联体微管和纤毛膜之间的双向运输系统,在线虫、四膜虫、锥虫和小鼠肾脏细胞中均可以观察到ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA(Jiangetal.,2015;Santi-Roccaetal.,2015)。IFT机制中驱动蛋白(kinesin-2)主要负责将轴突前体物质和微管蛋白等由纤毛基部运输至纤毛顶部进行组装,而动力蛋白(dynein)主要负责将物质逆向运输至纤毛基体ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Hou</Author><Year>2015</Year><RecNum>1292</RecNum><DisplayText>(HouandWitman,2015)</DisplayText><record><rec-number>1292</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1617012527">1292</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Hou,Y.</author><author>Witman,G.B.</author></authors></contributors><auth-address>DepartmentofCellandDevelopmentalBiology,UniversityofMassachusettsMedicalSchool,Worcester,MA01655,UnitedStates. DepartmentofCellandDevelopmentalBiology,UniversityofMassachusettsMedicalSchool,Worcester,MA01655,UnitedStates.Electronicaddress:George.Witman@.</auth-address><titles><title>Dyneinandintraflagellartransport</title><secondary-title>ExpCellRes</secondary-title></titles><periodical><full-title>ExperimentalCellResearch</full-title><abbr-1>ExpCellRes</abbr-1></periodical><pages>26-34</pages><volume>334</volume><number>1</number><edition>2015/03/01</edition><keywords><keyword>BiologicalTransport</keyword><keyword>Dyneins/*metabolism</keyword><keyword>Flagella/*metabolism</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Ciliopathy</keyword><keyword>Cytoplasmicdynein2</keyword><keyword>Intraflagellartransport</keyword></keywords><dates><year>2015</year><pub-dates><date>May15</date></pub-dates></dates><isbn>1090-2422(Electronic) 0014-4827(Linking)</isbn><accession-num>25725253</accession-num><urls><related-urls><url>/pubmed/25725253</url></related-urls></urls><custom2>PMC4433774</custom2><electronic-resource-num>10.1016/j.yexcr.2015.02.017</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>(HouandWitman,2015)。IFT颗粒主要包含两类,分别为复合物A(包含六种组分:IFT144,140,139,122,121and43)和复合物B(包含十六种组分:IFT-172,88,81,80,74,70,57,56,54,52,46,38,27,25,22和20)ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA(Luckeretal.,2005;Taschneretal.,2011;Taschneretal.,2016)。kinesin-2主要是承担复合物B的运输。dynein主要是承担复合物A的运输。IFT火车是首先在衣藻中观察到的,随后在其它类型的纤毛中也观察到了类似结构,例如视网膜感光细胞ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Rosenbaum</Author><Year>1999</Year><RecNum>1300</RecNum><DisplayText>(Rosenbaumetal.,1999)</DisplayText><record><rec-number>1300</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1617068604">1300</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Rosenbaum,J.L.</author><author>Cole,D.G.</author><author>Diener,D.R.</author></authors></contributors><auth-address>YaleUniv,DeptMolCellular&DevBiol,NewHaven,CT06520USA</auth-address><titles><title>Intraflagellartransport:Theeyeshaveit</title><secondary-title>JournalofCellBiology</secondary-title><alt-title>JCellBiol</alt-title></titles><periodical><full-title>JournalofCellBiology</full-title></periodical><alt-periodical><full-title>JCellBiol</full-title></alt-periodical><pages>385-388</pages><volume>144</volume><number>3</number><keywords><keyword>kinesin-likeprotein</keyword><keyword>chlamydomonasfla10gene</keyword><keyword>dyneinlight-chain</keyword><keyword>caenorhabditis-elegans</keyword><keyword>flagellarmembrane</keyword><keyword>homologousprotein</keyword><keyword>reinhardtii</keyword><keyword>expression</keyword><keyword>axonemes</keyword><keyword>ciliary</keyword></keywords><dates><year>1999</year><pub-dates><date>Feb8</date></pub-dates></dates><isbn>0021-9525</isbn><accession-num>WOS:000082932500002</accession-num><urls><related-urls><url><GotoISI>://WOS:000082932500002</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>DOI10.1083/jcb.144.3.385</electronic-resource-num><language>English</language></record></Cite></EndNote>(Rosenbaumetal.,1999)。IFT火车的大小变化范围很大,最长的约0.7μm,呈40nm周期性;最短约0.25μm,呈16nm周期性。同时在对衣藻的研究中发现,IFT火车的长度同纤毛长度成反比ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA(Engeletal.,2009;Vannuccinietal.,2016)。近期,利用光镜-电镜相结合(Correlativelightandelectronmicroscopy,CLEM)的方法观察到,正向和反向的IFT火车长度类似,约0.2μm;正向的IFT火车沿着二联体微管中的B管,并且边界清楚、含有规则的电子致密物质;反向的IFT火车沿着二联体微管中的A管,含有不规则的电子致密物质,结构略松散ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Stepanek</Author><Year>2016</Year><RecNum>1296</RecNum><DisplayText>(StepanekandPigino,2016)</DisplayText><record><rec-number>1296</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="vrwdadt98e5druedp2b5e2dc9wz2des0w22f"timestamp="1617068284">1296</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Stepanek,L.</author><author>Pigino,G.</author></authors></contributors><auth-address>MaxPlanckInstituteofMolecularCellBiologyandGenetics(MPI-CBG),Pfotenhauerstrasse108,01307Dresden,German
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