脊椎动物在它们的心血管及消化系统的结构和位置上都显示出惊人的左右不对称的特征,例如心脏位于左侧,而肝脏位于右侧。起初,早期的胚胎会沿着预定的体轴的中线进行对称的发育,这种胚胎的对称发育会在体节期随着左右组织者（left-right organizer,LRO）内纤毛的产生和不对称的液流的出现而被打破。左右组织者是位于脊柱末端的的一个暂时的器官。在斑马鱼中,被纤毛所覆盖的左右组织者就是指KV囊泡（Kupffer’s vesicle,KV）。之前的研究表明非对称的KV囊泡的结构以及KV纤毛运动产生逆时针方向的nodal液流。非对称的nodal液流导致早期不对称基因,例如spaw和pitx2c,特异地在左侧侧板中胚层表达,最终确立胚胎左右不对称的图式。这种左右不对称的图式形成机制在许多的脊椎动物中都是保守的,并且这种图式形成缺陷会造成许多的出生缺陷,其中包括先天性心脏畸形。KV囊泡起源于背部先驱者细胞（Dorsal forerunner cells,DFCs）,背部先驱者细胞就是原肠胚时期背部组织者区域附近的一群特化的上皮细胞。背部先驱者细胞会在原肠期经历剧烈的增殖,然后脱离细胞周期形成特化的有长纤毛的KV囊泡细胞。背部先驱者细胞增殖的缺陷经常伴随着KV囊泡纤毛形成缺陷,但是人们对细胞周期进程与纤毛形成之间的功能及分子联系却知之甚少。本研究以斑马鱼为模式生物,揭示趋化因子信号受体Cxcr4a通过调控背部先驱者细胞的增殖和KV囊泡纤毛的形成来影响左右不对称图式形成的具体机制。功能分析揭示Cxcr4a通过ERK1/2信号通路诱导cyclin D1的表达,Cyclin D1-CDK4/6复合体驱动背部先驱者细胞中G1/S期转换,促进背部先驱者细胞增殖,并且能够磷酸化Foxj1a蛋白,Foxj1a蛋白的磷酸化阻止Foxj1a蛋白与蛋白酶体19S调节亚基Psmd4b的结合,导致Foxj1a不能通过不依赖泛素的蛋白酶体途径进行降解。Foxj1a蛋白的升高诱导KV纤毛的形成和延伸,使KV能够行使其正常的功能。外包期背部先驱者细胞的快速增殖不仅为KV囊泡的建立提供足够数目的细胞,更为了接下来的KV纤毛生成留下足够多的zFoxj1a蛋白。综上所述,本研究不仅揭示Cxcr4a在左右不对称图式形成中的重要作用,并且提出在左右不对称发育过程中细胞周期进程与纤毛形成之间互相联系的观点,为接下来关于左右不对称的研究提供新的研究思路和方法。