Цилиопатии — генетически обусловленные заболевания, возникающие при нарушении структуры или функции цилий.

Структура и функции цилий

Цилии ( реснички или жгутики ) представляют собой эволюционно консервативные органеллы , расположенные на апикальной поверхности эукариотических клеток . В зависимости от внутренней структуры и выполняемой функции все цилии можно разделить на два основных типа: подвижные (флагеллы) и неподвижные (сенсорные).

Исторически, флагеллы являются наиболее изученным типом цилий. Обычно расположенные в большом количестве на поверхности клеток, флагеллы создают волнообразное биение, которое, в свою очередь, обуславливает движение одиночных клеток и течение различных тканевых жидкостей. Ярким примером может служить течение цереброспинальной жидкости в желудочках головного мозга, а также движение яйцеклеток и сперматозоидов относительно соответствующего репродуктивного тракта. Внутренняя структура флагелл ( аксонема ) может быть охарактеризована формулой (9+2), где девять периферически расположенных дублетов микротрубочек окружают две синглетные микротрубочки в центре. Наличие аксонемного динеина в структуре флагелл обеспечивает взаимное скольжение микротрубочек и, как следствие, волнообразное биение всей органеллы.

В отличие от флагелл, сенсорные цилии являются солитарными органеллами. Этот тип цилий не имеет центральных синглетных микротрубочек (9+0) и аксонемных динеинов . Вследствие этого, сенсорные цилии теряют способность к биению и в основном содержат различные рецепторные белки на своей поверхности, выполняя сенсорные функции. Одним из примеров клеток с сенсорными цилиями являются палочки и колбочки сетчатки глаза.

Молекулярные механизмы цилиопатий

Цилиогенез (процесс образования цилий) может быть разделен на четыре основные стадии: формирование центриолей , миграция центриолей к апикальной мембране, трансформация центриолей в базальные тельца , формирование аксонемы и ассоциированных структур. Мутации генов , контролирующих данные процессы, в подавляющем большинстве случаев приводят к структурным аномалиям цилий, и, как следствие, к развитию цилиопатий. Наиболее изученными цилиопатийными генами являются гены, контролирующие процесс интрафлагеллярного транспорта . Отдельно стоит отметить гены, кодирующие функциональные протеины цилий. Мутации некоторых из них (например, ) также приводят к возникновению цилиопатий.

Цилиопатийные синдромы

В организме человека цилии присутствуют практически на любых типах клеток и выполняют как мотильные, так и сенсорные функции. Вследствие распространённости цилий, их структурные или функциональные дефекты вызывают широкий спектр патологий и синдромов (цилиопатий), включая:

• Синдром Альстрёма ( Alström syndrome )
• Синдром Барде — Бидля ( Bardet-Biedl syndrome )
• Синдром Сениора-Локена ( Senior-Løken syndrome )
• Синдром Жубера ( Joubert syndrome )
• Синдром Меккель-Грубера ( Meckel-Gruber syndrome )
• Синдром Картагенера ( Kartagener syndrome )
• Врожденный амавроз Лебера ( Leber’s congenital amaurosis )
• ОФД-синдром I типа ( Oral-facial-digital syndrome type I — OFD I )
• Синдром Жене ( Jeune syndrome )
• Синдром Эллис-ван-Кревельда ( Ellis van Creveld syndrome )
• Синдром Сенсебреннера ( Sensenbrenner syndrome )
• Синдром коротких рёбер — полидактилии ( Short rib — polydactyly syndrome )
• Синдром Фон Хиппеля-Линдау ( Von Hippel-Lindau syndrome )
• Синдром Лоу ( Lowe syndrome )
• Дислексия ^{[ источник не указан 2324 дня ]}

Цилиопатии являются плейотропными патологиями и характеризуются такими клиническими симптомами, как поликистоз почек , печени и поджелудочной железы, деградация сетчатки глаза, асимметрия висцеральных органов , полидактилия , челюстно-лицевые дефекты и дефекты одонтогенеза, дефекты нервной системы , гидроцефалия , ожирение , бесплодие .

Литература

• Hildebrandt F., Benzing T. and Katsanis N. . N Engl J Med. 2011. Apr 21;364(16):1533-43.
• Waters A.M. and Beales P.L. . Curr Opin Neurol. 2011. Apr;24(2):98-105
• Ma, R., Kutchy, N. A., Chen, L., Meigs, D. D., & Hu, G. (2021). . Neurobiology of disease, 105607. PMID doi :