机体发育左右不对称的可能分子机制（ZT）

marrowstem

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       现代发育生物学研究告诉我们，胚胎发育按笛卡尔坐标系，分成前后（AP）、背腹（DV）和左右（LR）三个轴，其中AP和DV两个轴在1980到1990年代研究很多，而左右轴的研究少很多。0 z2 n% Q* S" q- ~7 [
       左右轴的表现如：一般人的肝在右边、脾在左边，心、肺、胃、肠也都是左右不对称的。少数人左右轴正好与一般人相反，还有人左右无规则（肝、脾、心、肺、胃等左右随机，互不相关）。不过，并不清楚左右为什么要不对称、不能对称？演化中从线虫、果蝇到人类却都保守了左右轴，那说明左右轴有意义，只是科学家还未阐明。
1 T" X9 _- o7 F$ f. w6 f0 @7 c       1990年代，先后在美国明尼苏达大学和犹他大学的Joseph Yost，以及哈佛医学院的Cliff Tabin对左右轴的细胞和分子机理有领先的研究。Tabin实验室发现分泌型蛋白质sonic hedgehog影响左右轴形成。
* \! G2 f5 @2 S( x6 a0 d9 x      胚胎早期如何打破左右对称，第一步是什么很不清楚。
; C7 y0 \$ r* D  V+ M, m8 @     1998年，广田实验室以Shigenori Nonaka为第一作者在Cell发表论文，在他们常规和大量研究运动蛋白的过程中，他们发现其中一个运动蛋白KIF3B的基因敲除后，老鼠胚胎的左右对称随机化。他们因此进一步观察，发现KIF3B表达在胚胎早期特定区域（node，结）的纤毛（cilia）中。正常的纤毛有由右往左的运动，导致左向水流，而KIF1B基因敲除的胚胎缺乏纤毛，也就没有左向水流。他们提出可能这种结的水流（nodal flow）导致某些决定发育的分子左右分布不对称。
3 S# @1 |0 u8 s' z' V* r      2002年，离开广川实验室到大阪大学工作的Nonaka等在Nature发表论文，他们巧妙设计了一个装置，对体外培养的老鼠胚胎造成从左至右的逆向结水流，结果发现胚胎的左右反转。他们还发现，虽然携带inversus viscerum基因突变的老鼠纤毛不运动、左右轴与正常相反，但如果人工导致水流，可以恢复其正常左右轴。他们通过这两套实验证明胚胎的结水流方向对哺乳动物左右轴很重要。4 R, }1 [' ]' ~, r0 Z5 ~6 Y8 c
       Shigenori Nonaka和广川于1998年发表的Cell文章、以及Shigenori Nonaka等2002年在Nature发表的文章，奠定了左右轴形成的纤毛学说。3 S6 z$ g4 v& x5 F' x+ i
       纤毛学说含两个不同的子模型：运动导致的结水流到底是影响细胞外左右轴决定性分子的分布（化学感受模型），还是水流直接影响胚胎两侧细胞内的钙浓度（机械感受模型），迄今还有不同看法。2005年，广川实验室Yosuke Tanaka等在Nature发表文章，提出结水流导致一些囊泡运动，而这些囊泡含有sonic hedgehog和维甲酸等分子。此前Tabin已知sonic hedgehog影响左右轴，所以广川实验室认为结水流导致的分子不对称分布对左右轴很重要。其他实验室发现，原在研究肾疾病（多发性肾囊肿PKD）过程中发现的一个基因，不仅对肾脏很重要，而且在胚胎早期影响左右轴，而它编码的膜蛋白影响钙内流。有个观点是水流直接影响细胞膜的钙内流，无需通过影响细胞外的分子。对机械感受模型的近期文献可以参考Takao et al. (2013).
' g' n6 ]+ |; V" r6 \* @: e     2005年，广川实验室Yasushi Okada等在Cell发表论文，显示不仅在老鼠，而且在家兔和鱼类，胚胎也有纤毛运动导致的结水流不对称。他们认为很多动物的左右轴可能都是纤毛运动的结果。不过对此的不同意见，可参见Vandenberg和Levin （2013）。$ ?& h2 X5 M6 m; r, e6 C
    （摘自科学网饶毅的博客文章）
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     对以上的paper内容，我有一个很粗浅的想法，既然机体的发育从胚胎开始就要建立机体前后（AP）、背腹（DV）和左右（LR）三个轴的不对称分布，那么这其中的机制会与干细胞的不对称分裂机制存在内部的相关联性吗？