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为探究 IFT 在哺乳动物能动纤毛组装中的作用，研究人员培育条件性敲除小鼠，删除能动纤毛细胞中的 Ift140 基因。结果发现，Ift140 缺陷小鼠出现不育、生长迟缓等问题，能动纤毛功能异常。该研究揭示了 IFT140 的重要性，为相关疾病研究提供方向。
在微观的细胞世界里，纤毛就像细胞表面的 “小天线”，发挥着重要作用。纤毛主要分为能动纤毛和初级感觉纤毛。其中，能动纤毛存在于精子、呼吸道、输卵管等部位，对细胞的运动和物质运输至关重要；初级感觉纤毛则多承担着细胞的感觉功能。鞭毛内运输（IFT）机制就像是细胞内的 “快递员”，沿着微管运输蛋白质，保障纤毛的组装、拆卸和内稳态 。
尽管 IFT 在初级纤毛形成中的作用已被深入研究，但在哺乳动物能动纤毛组装方面，其具体作用却知之甚少。原发性纤毛运动障碍（PCD）是一种由能动纤毛功能障碍引起的遗传性疾病，影响呼吸、生殖等多个系统，但 IFT 基因在其中的作用并不明确。为了深入了解这一领域的未知，来自美国等多个研究机构的研究人员展开了一项重要研究，其成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是构建小鼠模型，将 floxed Ift140 小鼠与 FOXJ1-Cre 转基因小鼠杂交，得到在能动纤毛细胞中特异性删除 Ift140 基因的条件性敲除小鼠（Ift140 cKO 小鼠）。其次，运用组织学分析，对小鼠的睾丸、附睾、气管等组织进行固定、切片和染色，观察组织形态学变化。还进行了细胞培养，分离培养小鼠气管上皮细胞（mTEC），研究纤毛的形成和功能。此外，利用免疫荧光染色技术，检测纤毛相关蛋白的定位；借助电子显微镜，观察纤毛的超微结构 。
下面来看具体的研究结果：
- Ift140 cKO 小鼠模型的构建：通过杂交育种和基因分型，成功获得了 Ift140 cKO 小鼠，为后续研究奠定基础。
- 成年 Ift140 cKO 小鼠的不育及精子发生缺陷：成年 Ift140 cKO 小鼠完全不育。雄性小鼠精子发生异常，精子数量减少、活力降低，精子头部和尾部形态异常。同时，其睾丸和附睾的组织学结构也出现异常，如睾丸生精小管管腔扩大，附睾内精子数量减少 。
- Ift140 cKO 小鼠的生长发育问题：从第二代开始，Ift140 cKO 小鼠出现生长迟缓，体重明显低于对照组，且均在三周龄前死亡，但未出现脑积水等明显畸形。
- 气道上皮细胞中纤毛形成异常：Ift140 cKO 小鼠气管和肺部的纤毛信号减少，纤毛数量减少且变短。培养的 mTEC 中，纤毛数量减少，长度缩短，纤毛摆动频率（CBF）降低，这表明纤毛功能存在缺陷。
- Ift140 cKO 小鼠气管上皮细胞内颗粒异常积累：电子显微镜观察发现，Ift140 cKO 小鼠 mTEC 的纤毛内存在电子致密颗粒积累，部分纤毛尖端肿胀，这暗示着纤毛内蛋白质运输出现异常。
- 能动纤毛轴丝动力蛋白组装及中央对装置蛋白运输异常：虽然 Ift140 cKO 小鼠气管纤毛的内、外动力蛋白臂组装正常，但中央对装置出现异常，关键蛋白 SPAG16L 和 SPAG17 未能正确定位到纤毛中，而是积聚在细胞质中 。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：IFT140 在哺乳动物部分器官的能动纤毛发生中起着至关重要的作用。Ift140 cKO 小鼠的不育、生长迟缓等现象，以及能动纤毛的结构和功能缺陷，都表明 IFT140 的缺失影响了能动纤毛的正常形成和功能。此外，研究还发现，IFT140 可能参与运输中央对装置蛋白，其功能异常可能与人类纤毛病相关 。
该研究意义重大，它不仅丰富了人们对 IFT-A 组装和 IFT 运输机制的认识，还为理解人类纤毛病的发病机制提供了重要线索。未来，借助更先进的技术，如高灵敏度的蛋白质组学方法，有望进一步深入研究 IFT140 在能动纤毛中的作用，为相关疾病的诊断和治疗开辟新的方向。
