纤毛再生依赖于纤毛基部的RNA剪接因子PRP-8/PRPF8

纤毛Cilium是绝大多数真核细胞表面延伸出来的一种细胞器，由细胞膜包被微管而形成，执行细胞运动、感知外部环境和信号传递等功能。已有研究表明，一些非纤毛蛋白对于纤毛的形成和功能至关重要。然而，这类蛋白对纤毛再生作用的研究却较为匮乏。

近日，清华大学生命科学学院欧光朔课题组在Cell Regeneration发表了题为“Cilia Regeneration Requires an RNA Splicing Factor from the Ciliary Base”的研究文章，发现定位于成熟纤毛基部的RNA剪接因子PRP-8有助于纤毛的形成和再生。

首先，研究人员设计实验，发现prp-8（rr40）弱功能缺失突变虽然可造成纤毛形态的异常，但该突变对RNA剪接的影响较小，暗示了其对纤毛形态的影响可能独立于PRP-8的RNA剪接功能。由于PRP-8功能的严重缺失会导致线虫发生胚胎死亡的现象，研究人员利用生长素诱导的降解系统Auxin-induced degradation特异性降解定位于秀丽隐杆线虫纤毛神经元内的PRP-8，发现PRP-8的降解能导致纤毛产生缺陷。

接下来，研究人员通过基因敲入的方式使用split-GFP标记了内源性PRP-8，同时利用wrmScarlet标记的纤毛内部运输复合体蛋白DYF-11观察纤毛的形态与功能。动物的活体成像显示，感觉纤毛神经元内部的PRP-8位于细胞核内和纤毛基部（图一）。随后，研究人员使用4mM生长素进行诱导，利用泛素连接酶TIR1降解纤毛神经元内标记有Degron序列的PRP-8。实验结果表明，纤毛基部PRP-8的存在与否与纤毛结构的正常与否具有明显的正相关性，而细胞核内的PRP-8含量与纤毛的形态结构并无明显的相关性（图二）。

图一. PRP-8在秀丽隐杆线虫C. elegans纤毛神经元中的定位

图二. PRP-8经4mM生长素诱导后的降解情况

最后，通过移除4mM生长素的处理，研究人员发现纤毛基部PRP-8的恢复可以促进纤毛形态的再生，表现为纤毛长度的恢复；同时，纤毛基部PRP-8的恢复也可以促进纤毛功能的恢复，表现为纤毛内部运输过程Intraflagellar transport速度的恢复（图三）。

图三. 纤毛基部PRP-8的恢复促进纤毛再生

综上所述，定位于纤毛基部的RNA剪接因子PRP-8 对纤毛的形成、再生与功能的维持至关重要。

参考文献：

Cite this article：

Xu, K., Ou, G. Cilia regeneration requires an RNA splicing factor from the ciliary base. Cell Regen 11, 29 (2022). https://doi.org/10.1186/s13619-022-00130-x