由单层极化细胞组织成管腔是上皮器官发育过程中的关键步骤。有丝分裂纺锤体的正确定向对于上皮管腔的形成至关重要。但是纺锤体定向的调控机制并不清楚。PRMT1是精氨酸甲基转移酶家族的主要成员,介导蛋白质精氨酸不对称二甲基化修饰,从而在细胞活动中发挥重要的生理功能,如调控细胞增殖、调节细胞周期等。本研究发现PRMT1调控有丝分裂纺锤体的定向,进而影响上皮管腔的形成。本研究利用上皮亚器官体外模型3D-MDCK,对PRMT1在上皮管腔形成过程中的作用进行了探究。通过两种抑制剂Furamidine和C-7280948分别抑制PRMT1酶活性后,上皮管腔形成发生缺陷,这表明PRMT1对于上皮管腔形成至关重要。上皮管腔的形成依赖于细胞分裂过程中纺锤体的正确定向,这提示PRMT1可能通过调控纺锤体定向,进而影响上皮管腔的形成。本研究进一步利用两种体外培养的上皮细胞模型,系统分析了PRMT1对纺锤体定向的调控作用。敲低PRMT1的表达会导致纺锤体定向发生异常。利用Furamidine和C-7280948分别处理,在两种上皮细胞模型中抑制PRMT1酶活性,均会造成纺锤体定向异常。因此可以推断,PRMT1在上皮细胞内通过其精氨酸甲基转移酶活性,调控纺锤体定向。本研究进而对PRMT1调控纺锤体定向的分子机制进行了探究。课题组前期的研究发现,去泛素化酶CYLD可通过稳定星体微管,并促进细胞皮层处Dvl-Nu MA-dynein/dynactin复合物的形成,调控纺锤体定向。生物信息学分析表明PRMT1与CYLD具有潜在的相互作用关系。我们通过生物化学实验,在外源和内源两个水平上证明了PRMT1与CYLD之间存在相互作用。随后,本研究进一步对二者相互作用的结构域进行了鉴定,发现PRMT1通过第1-200位氨基酸和CYLD的去泛素化酶活性结构域相互结合。通过敲低、抑制剂处理和过表达的方法,进一步发现PRMT1介导CYLD的精氨酸不对称二甲基化修饰。经过GPS-MSP数据库分析表明,PRMT1介导的不对称二甲基化修饰可能发生在CYLD的第59、109、235、314和930位精氨酸上。综上所述,本研究初步探索了PRMT1在上皮细胞纺锤体定向中的调控功能,并对可能的分子机制进行了探究。PRMT1与CYLD相互作用,并通过其精氨酸甲基转移酶活性,使CYLD发生不对称二甲基化修饰,调控纺锤体定向,进而促进上皮管腔的形成。本研究发现PRMT1作为一种新的纺锤体定向调节分子,为理解纺锤体定向异常相关疾病的发病机制提供了新思路。