9月10日，kaiyun官网入口生命科学学院孙晓阳副教授联合刘相国教授、苏玲副教授、邵明教授在《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了题为“Tmem216 deficiency induces hydrocephalus via impairedciliogenesis and disrupted ependymal planar polarity in mice”的研究论文。该论文报道了跨膜蛋白TMEM216在小鼠室管膜纤毛发生和平面细胞极性建立中的关键作用，揭示了其缺失引发脑积水的机制。

脑积水是脑脊液在脑室系统内异常积聚导致的神经系统疾病，先天性脑积水与纤毛发生及纤毛信号通路基因突变密切相关。TMEM216编码一种初级纤毛过渡区定位的四次跨膜蛋白，其突变导致人类Joubert综合征、Meckel综合征及相关综合征，伴有脑积水等严重的中枢神经系统病变。本研究以中枢神经系统特异性敲除（cKO）小鼠为模型，系统解析了Tmem216缺失导致脑积水的机制。

研究发现，TMEM216定位于室管膜细胞（ependymal cells，ECs）运动纤毛的过渡区以及放射状胶质细胞（radial glia cells, RGCs，ECs的胚胎前体细胞）初级纤毛的基部。Tmem216的缺失并不干扰胚胎期脑的基本形态发生，却导致出生后渐进性脑积水；cKO小鼠的ECs分化正常，但ECs和RGCs的过渡区结构组装及纤毛发生严重受损，表现为过渡区标志物定位丧失、“necklace”结构的丢失、纤毛数目的显著减少及超微结构紊乱。

在胚胎期，RGCs初级纤毛负责感知脑脊液流动信号并启动平面细胞极性建立。Tmem216缺失导致初级纤毛发生缺陷，这将直接干扰机械感知蛋白在纤毛中的运输与定位并阻碍力学信号向下游传递，这使得RGCs顶端基体和纤毛的不对称极性分布（即平移极性）无法在E16.5左右正常建立。该极性缺陷被子代ECs继承，为后续ECs纤毛簇顶端极性定位的紊乱埋下伏笔。出生后，室管膜前体细胞进入多纤毛分化，每个细胞顶端形成数十根运动纤毛。出生后早期脑脊液流动尚弱，ECs中纤毛基足的旋转取向随机；随着流动增强，正常ECs的基足取向逐渐与脑脊液的流动方向对齐，建立旋转极性。然而，Tmem216缺失的ECs中残留的少量纤毛超微结构紊乱，运动障碍或丧失，脑脊液流速显著降低，无法提供引导旋转极性建立所需的力学信号，导致基足取向散乱、无法对齐。这些纤毛缺陷及平面细胞极性的丧失最终致使脑脊液流动循环受阻，诱发脑积水。

综上，该研究提供了TMEM216定位于哺乳动物运动纤毛过渡区的内源性证据，证实了其在室管膜纤毛发生和平面细胞极性建立中的关键作用，并为相关疾病的脑积水表型提供了直接机制解释。

kaiyun官网入口生命科学学院博士后公倩倩为本论文的第一作者，孙晓阳副教授、刘相国教授、苏玲副教授和邵明教授为共同通讯作者，王莹莹助理研究员为本研究作出了重要贡献。kaiyun官网入口生命科学学院已毕业硕士生吕卓文、窦志琳，泰山学堂已毕业本科生张可意，以及微生物技术研究院王森、郭玉玉共同参与了本研究。研究得到了国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金青年项目等资助。