GCK-4调控秀丽隐杆线虫肠道中顶端肌动蛋白组织与管腔形成

上皮性管道是许多器官系统的重要组成部分。其管腔的形成依赖于上皮极性、顶端肌动蛋白细胞骨架以及顶端连接的紧密协调；然而，极性下游组织顶端细胞骨架和连接的机制仍然知之甚少。在本研究中，我们鉴定出 Ste20 家族激酶 GCK-4——即哺乳动物激酶 LOK 和 SLK 在线虫秀丽隐杆线虫中的唯一同源直系基因——是肠道管腔形成的关键调控因子。GCK-4 在管腔形成早期定位于顶端膜，而随着微绒毛结构的发育，则定位于微绒毛顶端。GCK-4 的缺失会导致致死性的囊性管腔表型，但并不破坏上皮极性的建立，同时还会偶发性地导致咽部与肠道之间的连接维持失败。`gck-4` 突变体动物的管腔表现出不规则的连接图式、肌动蛋白和膜-肌动蛋白连接蛋白 Ezrin/Radixin/Moesin 家族蛋白 ERM-1 在顶端的积累严重受损，以及微绒毛萎缩。在果蝇和哺乳动物细胞中，GCK-4 的同源蛋白被认为主要通过磷酸化 ERM 蛋白来组织顶端肌动蛋白网络。相比之下，在 `gck-4` 突变体中，ERM-1 的磷酸化仅部分降低，并未完全丧失，这表明 GCK-4 还通过其他靶标发挥作用，并且不是肠道中主要的 ERM-1 激酶。综上，这些发现表明，GCK-4 是管腔形成过程中顶端肌动蛋白与连接组织的关键调控因子，并证明 Ste20 激酶至少可以部分独立于 ERM 磷酸化来调控顶端细胞骨架结构。

上皮性管道是许多器官系统的重要组成部分。其腔道的形成依赖于上皮极性、顶端肌动蛋白细胞骨架以及顶端连接的紧密协调，然而，极性下游如何组织顶端细胞骨架和连接的机制仍知之甚少。在本研究中，我们鉴定出 Ste20 家族激酶 GCK-4——即哺乳动物激酶 LOK 和 SLK 在线虫秀丽隐杆线虫中的唯一同源直系基因——是肠道腔形成的关键调控因子。GCK-4 在腔道形成早期定位于顶端膜，并在微绒毛发育过程中定位于微绒毛顶端。其缺失会导致致死性的囊性腔表型，而不破坏上皮极性的建立，并且偶尔会导致咽部与肠道之间附着关系维持失败。`gck-4` 突变动物的腔道表现出不规则的连接图式、肌动蛋白与膜-肌动蛋白连接蛋白 Ezrin/Radixin/Moesin 家族蛋白 ERM-1 在顶端的积聚严重受损，以及微绒毛萎缩。

在果蝇和哺乳动物细胞中，GCK-4 的同源蛋白被认为主要通过磷酸化 ERM 蛋白来组织顶端肌动蛋白网络。相比之下，在 `gck-4` 突变体中，ERM-1 的磷酸化仅部分降低，并未完全丧失，这表明 GCK-4 还通过其他靶点发挥作用，且并不是肠道中主要的 ERM-1 激酶。综上，这些发现确定了 GCK-4 是腔道形成过程中顶端肌动蛋白与连接组织的关键调控因子，并证明 Ste20 激酶至少部分可以独立于 ERM 磷酸化来控制顶端细胞骨架结构。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.05.730387v1?rss=1

🏷️ 秀丽隐杆线虫 肠道管腔形成 顶端肌动蛋白 GCK-4激酶 上皮极性 微绒毛