【文献解读】从CRISPR筛选到FCD机制，纤毛还影响神经？
纤毛在体内大多数细胞表面突出，并在细胞信号传导中发挥关键作用。研究表明，纤毛组装缺陷会导致人类出现“纤毛病”，表现为多系统发育障碍。此外，纤毛通常会在细胞生长和分化前被吸收，以维持细胞的正常功能。然而，我们对纤毛调控性解体（Cilia regulated disassembly）这一重要过程的调控机制仍知之甚少。
2025年10月29日，耶鲁大学David K. Breslow团队在《Science Advances》发表了题为"A CRISPR activation screen reveals a cilia disassembly pathway mutated in focal cortical dysplasia"的研究论文，该研究采用全基因组规模的CRISPR文库策略，利用 CRISPRa系统构建覆盖22,774个基因的sgRNA文库，以系统识别促进纤毛解体的调控因子。
2025年10月29日，耶鲁大学David K. Breslow团队在《Science Advances》发表了题为"A CRISPR activation screen reveals a cilia disassembly pathway mutated in focal cortical dysplasia"的研究论文，该研究采用全基因组规模的CRISPR文库策略，利用 CRISPRa系统构建覆盖22,774个基因的sgRNA文库，以系统识别促进纤毛解体的调控因子。
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb7238
文章亮点
1. 创新筛选策略：CRISPRa技术揭示纤毛负调控因子
研究团队构建了表达dCas9-VP64的小鼠NIH-3T3纤毛细胞系，结合Hedgehog（Hh）信号通路依赖的Blasticidin筛选报告系统，进行全基因组CRISPRa筛选。通过过表达22,774个小鼠基因，鉴定出F2R、SARM1等关键纤毛解体调控因子。
2. 机制突破：发现SARM1介导的钙依赖性纤毛解体通路
研究揭示了 SARM1介导的钙依赖性纤毛解体通路：凝血酶激活受体F2R后，SARM1产生成第二信使 cADPR，激活 RyR 促使内质网释放钙离子；局部钙升高继而启动 RhoA/ROCK通路，驱动纤毛解体。
3. 疾病关联：纤毛解体通路基因突变与多种FCD相关
研究发现，局灶性皮质发育不良（Focal Cortical Dysplasia, FCD）患者的 SARM1、RYR2/3、RHOA 等基因突变会导致纤毛过度解体并损害皮层神经元发育。尽管不同类型FCD的致病基因不同，但均依赖 SARM1 通路介导纤毛解体，揭示其为FCD发病的共同关键机制。
01
鉴定并验证F2R和SARM1诱导纤毛解体
研究团队通过全基因组CRISPRa筛选（覆盖22,774个基因），鉴定出F2R和SARM1为纤毛解体的关键调控因子。通过功能性验证发现，过表达这两个基因均可使纤毛显著减少，而其特异性抑制剂（vorapaxar和DSRM-3716）可完全挽救纤毛丢失。
而后，研究团队使用强力霉素（Dox）诱导的F2R过表达实验验证F2R可以诱导已形成的纤毛解体。
图1 F2R或SARM1过表达诱导纤毛解体
02
纤毛解体机制和亚细胞定位解析
研究进一步解析了F2R-SARM1介导的纤毛解体机制及其亚细胞定位。
实验表明，SARM1是F2R启动后的下游分子。而且在使用丹曲林（RyR抑制剂）和钙螯合剂BAPTA-AM等抑制剂后，发现SARM1产生的cADPR激活RyR通道后会释放钙离子，随后通过RhoA 靶点激活的 ROCK 激酶触发纤毛解体
图2 SARM1触发的信号通路介导纤毛解体
03
内源性调控验证
在血清或溶血磷脂酸（LPA）诱导的纤毛解体过程中，抑制SARM1、RyR或ROCK均显著维持纤毛稳定性，证明F2R–SARM1–RyR–RhoA/ROCK通路是血清促分裂原诱导纤毛解体的内源性关键通路。
图3 SARM1驱动通路对纤毛动态的内源性调控
04
利用通路治疗FCD的可能性
研究发现，FCD患者携带SARM1、RYR2/3、RHOA等基因突变，与该纤毛解体通路有重叠，这些突变会导致皮层神经元发育异常。
随后，研究团队通过构建SARM1-G528、RhoA-P75S、mTORC1激活突变体模型，以模拟不同类型FCD的致病机制。结果显示，抑制SARM1/RyR/RhoA通路对于治疗I型和II型FCD有一定的作用。
图4 纤毛解体通路的组分在FCD中发生突变
05
总结与展望
本研究通过CRISPRa筛选发现了F2R→SARM1→cADPR→RyR→钙离子→RhoA这一完整的纤毛解体信号通路。更重要的是，研究首次将纤毛解体通路异常与FCD的发病机制联系起来，提示在这条通路在FCD中的治疗潜能。
未来，研究需进一步阐明F2R/LPAR1与SARM1的连接机制，以及RhoA/ROCK如何驱动纤毛解体的分子细节，并在FCD患者组织中验证纤毛缺陷的患病率和病理贡献。
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