王晓群课题组揭示头小畸形致病基因Cenpj的新功能
头小畸形是一类神经系统发育型疾病，头小畸形患者的头部尺寸仅为正常同龄人的三分之一，伴有智力发育障碍、情绪失控等症状，严重影响患者的正常生活。
为了探讨人类 Cenpj 突变引起脑发育缺陷的病理机制，我们首先利用Cre-Loxp的技术在小鼠的大脑皮层中特异性敲除 Cenpj 基因后得到Cenpj条件敲除小鼠(Cenpj CKO )。
这些小鼠稳定的出现了类似于头小畸形病人的病理特征，包括头小，皮层变薄，神经元数量减少的表型。
我们研究发现胚胎期的Cenpj条件敲除小鼠(Cenpj CKO )的神经干细胞数量显著减少，增殖分裂能力明显降低，并伴随有大量的细胞凋亡现象。
神经干细胞的纤毛由于 Cenpj 基因的缺失而变长，纤毛附属物结构也变的异常。
此外，在成体期，Cenpj缺失会导致成体神经干细胞中的初级纤毛和运动纤毛变得细长，脑室下区( SVZ )的细胞增殖减少以及嗅球新生神经元数量降低。
通过转录组学的研究和分析，我们发现Cenpj通过一种末端导向的运动蛋白Kif2a调节纤毛的分解和神经发生，当纤毛不能在细胞周期发生前分解可能是神经前体细胞周期延迟和神经发生障碍的原因。
这项研究为深入了解纤毛在人类皮层发育和 Cenpj 突变引起的原发性头小头畸形中的作用提供了依据。
图:中心体蛋白Cenpj对体内纤毛解聚和神经发生的调控作用
该工作由中国科学院生物物理研究所王晓群课题组独立完成。
中国科学院生物物理研究所生物成像中心的张建国、孙磊和彭灿在电镜样品制备和电镜图像采集方面提供了技术支持。