转录因子SP5与SP8驱动哺乳动物胚胎初级纤毛形成机制研究

来自中国科学院等机构的研究人员通过多组学分析，发现转录因子SP5和SP8能直接激活纤毛基因表达，诱导非纤毛细胞形成初级纤毛。该研究揭示了纤毛发生的转录调控网络，为纤毛病（ciliopathies）的基因治疗提供了新靶点。

　　

在生命演化的精密舞台上，纤毛（cilia）如同细胞表面的微型天线，承担着信号传导和流体驱动的关键使命。中国科学院团队近期破解了这场生命交响乐中的"指挥家"谜团——转录因子SP5和SP8被证实是纤毛形成的核心调控者。

研究采用创新的多组学策略，对比小鼠胚胎中带纤毛的肠道内脏内胚层细胞与无纤毛的卵黄囊内胚层（YsVE）细胞的染色质开放状态，首次捕捉到SP5/SP8与数百个纤毛基因的特异性结合。当这两个转录因子在小鼠胚胎干细胞（ESC）衍生的类原肠胚（gastruloids）中缺失时，纤毛基因集体"失声"；而在本无纤毛的YsVE细胞中强制表达SP8，竟能奇迹般地诱导出完整的初级纤毛结构。

更令人惊叹的是，SP5/SP8如同基因调控网络的"总开关"，不仅激活初级纤毛相关基因，还通过调控FOXJ1和RFX等转录因子家族影响运动纤毛的特化。基因敲除小鼠胚胎中，各类细胞的纤毛数量锐减50%，残留纤毛长度缩短30%，导致与人类纤毛病高度相似的表型：脑积水（hydrocephalus）和内脏反位（situs inversus）。

这项发表于《科学》的研究首次建立了从转录因子到细胞器形成的完整调控链条，为理解纤毛发生的分子机制开辟了新视角。研究者特别指出，SP8单独表达即可实现非纤毛细胞的"纤毛化"，这一发现为干细胞模型研究纤毛组装及纤毛病药物筛选提供了全新工具。