内脏器官左右不对称的原因是发育生物学中一个长期存在的谜。 研究小组在此之前已经解明,被称为腹侧结节、即胎儿期相当于下腹部的体表上一时性地生出一个临时凹陷处,在此,向左的胚体外液发生结节流。研究还表明,作为内脏不对称的起源,细胞内钙只在腹结节的左侧上升,从而触发左侧特异性信号,但这两种现象之间缺失的环节,即向左的结节流如何在结节左侧产生钙上升的机制尚不清楚。
此次研究中,研究人员首先通过观察小鼠,使与细胞内钙升高有关的 PKD1L1 多胞素蛋白发出荧光,发现多胞素是通过桥状结构从腹侧结节中心向结节左端转移到左侧的。 此外,还发现转移到结节左侧的多囊卵巢蛋白与结节蛋白结合,从而导致细胞内钙增加。也就是说,通过结节流转移到结节左侧的多囊卵巢素受到结节蛋白的刺激,诱导钙离子流入细胞,从而导致细胞内钙离子的左侧特异性增加,这被认为是决定粘液发生左右分化的新机制。
该研究成果通过提出一种新的多细胞色素转移模型,阐明了 “身体左右两侧如何不同发育 “的基本原理之一,为发育生物学的发展做出了重大贡献。 此外,该研究成果阐明了一种新的蛋白质胞外转移机制,有望产生各种临床应用价值,例如从针对该机制的新视角开发抗癌药物。