研究背景

大多数的动物细胞具有纤毛。纤毛主要由外层的膜包覆中心的微管所组成，中心的微管称为轴丝，轴丝是由母亲中心粒当作基体作为地基，向上构筑成双联体九排的微管，并环绕成圆柱形的构造，而基体上的远程附器和细胞膜结合，使纤毛向外长出细胞表面。纤毛发生病变可导致多种疾病，如原发性支气管炎、肝脏和肾脏的多囊性增生等，由此可看出纤毛对于许多细胞的功能具有极大的影响力。

纤毛的生成路径有2种：细胞内和细胞外路径。小鼠肾小管IMCD3细胞株的纤毛是借由细胞外路径生成，细胞外路径就是在一般二维培养的情况下，可观察到母亲中心粒移动到细胞膜附近，再向外长出纤毛；视网膜色素上皮细胞株和成纤维细胞株的纤毛则是借由细胞内路径，在此路径中，母亲中心粒维持在细胞中心的位置就可直接长出纤毛。

在极化的上皮细胞中，纤毛发育的过程起始于母亲中心粒，必须从细胞核附近移动到细胞顶端膜附近，再由远程附器结合在顶端膜上，作为基体向细胞顶端长出纤毛，凸出顶端膜表面以感测细胞外界讯号。然而，在细胞外路径中，母亲中心粒是如何移动至顶端膜附近？其如何辨别细胞顶端和底端的方向性？这些分子机制仍然不清楚。

该项目获得第34届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目中学组动物学一等奖。

专家评语

细胞纤毛发育缺陷是多种疾病成因之一，但许多情况下其致病机理并不清楚，该项目以小鼠肾小管的细胞株为模型，探讨纤毛缺陷的致病机理。本项目证实具备完整闭锁小带的细胞通常同时具有纤毛，实验完整，有明确研究目的和显著创新。