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原文
文献与产业新闻· Journal of cell science·· 2026-09-01评分33

光感受器感觉纤毛与纤毛周结构的跨物种分子图谱揭示保守性与物种特异性结构特征

Cross-species molecular mapping of the photoreceptor sensory cilium and periciliary structures identifies conserved and species-specific architectural features

导读

研究利用超微结构膨胀显微镜比较犬、非人灵长类与人类视网膜光感受器感觉纤毛及纤毛周结构的纳米级分子组织,发现杆-锥细胞纤毛组织差异在三物种间总体保守,而各纤毛亚室的尺度与形态存在物种差异,纤毛周结构在杆细胞中分化更为显著。人类光感受器与非人灵长类共享多项结构特征,但附属内节样结构呈现个体间变异。

深度解读

光感受器是一种高度特化的感觉纤毛:微管构成的轴丝从基体出发,穿过连接纤毛进入外段,将内段与外段连为一体,而围绕这根中轴,在内段顶端和外段基部还分布着多种特化的围纤毛结构。对这一区域的经典认识多来自电镜层面的工作:高灵敏度免疫电镜证实视紫红质密集分布于连接纤毛膜上,并与 myosin VIIa 及纤毛内的 actin 细胞骨架共同定位,为感光色素经纤毛膜从内段运往外段提供了直接证据 [3];分子克隆研究则发现 myocilin 富集于连接纤毛的纤毛根丝和基体,提示其参与光感受器这类纤毛化细胞的形态建成 [1];跨物种比较方面,以往对猴和人视网膜的定量分析集中于内段,例如猴视锥椭圆体的线粒体占比达 74–85%、视杆为 54–66%,并随视网膜偏心度变化 [2]。然而,纤毛各亚区室及围纤毛结构在视杆与视锥之间、在不同哺乳动物之间究竟如何差异,一直缺乏系统刻画,这正是本研究切入的卡点。

Takahashi 与 Beltran 等人发表于 Journal of Cell Science 的这项研究,采用超结构膨胀显微术,在纳米尺度上对犬、非人灵长类和人三种视网膜的纤毛及围纤毛结构进行了分子定位与跨物种比较。结论分三层:视杆与视锥之间纤毛组织的关键差异在三个物种中大体保守;但单个纤毛亚区室的尺度与形态呈现明显的物种间差别;围纤毛结构的物种分化更为突出,视杆尤甚。人的光感受器与灵长类共享若干结构特征,但在附属内段样结构上表现出个体间的差异。

相对于既有认识,这项工作把比较维度从内段的线粒体密度与几何参数 [2]、单一分子的亚细胞定位 [1][3],推进到纤毛及其伴随结构的分子级纳米图谱,并在三个大哺乳动物物种中平行完成。其答案也更为分层:杆锥差异被确认为跨物种保守的基本框架,而物种间真正变动的是各亚区室的尺寸、形态以及围纤毛结构的特化程度。这种区分提示,在不同物种与人类之间外推光感受器结构结论时,需要分别对待保守特征与物种特化特征。

当然,材料也暴露出未解之处:人样本中附属内段样结构的个体间变异说明人群内部的异质性本身即是变量;而这些物种特异性结构的发育来源与功能意义,例如它们是否以及如何影响连接纤毛的物质运输 [3],本研究并未给出答案,仍有待后续工作。

来源:文献与产业新闻 · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov