组织形态的发生在多细胞生物的发育和多种疾病的形成中具有重要作用。Myosin结合F-actin形成的复杂骨架结构称为actomyosin。新近研究发现actomyosin以周期性聚合和解聚的方式产生生物力，这种现象被称为“脉冲或振荡”，生物力在骨架蛋白以及细胞内和细胞间的黏附结构传递进而促使组织形态的发生。虽然已知Rho1-ROCK-MYPT1构成的信号级联反应调控myosin活性，但是这些分子是如何在时间和空间上调控myosin振荡，不清楚。　　脓毒症是宿主对感染的反应失调，产生危及生命的器官功能损害。急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）是多种原因引起的急性呼吸衰竭，临床表现为明显的呼吸窘迫、顽固性低氧血症和非心源性肺水肿。脓毒症是ARDS最常见的原因。尽管感染病人中脓毒症和ARDS的发病率和病死率极高，但是目前尚无特异性的治疗措施。血管内皮通透性的升高和大量炎症细胞募集是脓毒症和ARDS的主要病理特征。血管内皮的通透性取决于紧密连接、黏附连接以及与它们相连的 actomyosin。Actomyosin异常聚合导致内皮细胞间连接紊乱，血管通透性升高。Actomyosin聚合增强促进细胞迁移，导致过量炎症细胞进入发炎部位。但是，actomyosin在脓毒症和ARDS中的变化、作用和机制还缺乏充足的动物实验证据。　　此外，新近研究发现第四类细胞骨架蛋白septin可结合myosin和actin，但是septin在myosin振荡以及组织形态发生和ARDS发生发展中的作用，仍不清楚。因此，本文以果蝇卵室发育和脂多糖诱导的小鼠ARDS为对象，研究septin介导myosin周期性聚合和解聚的作用及机制，研究结果对深入理解组织形态的发生机制具有重要意义，为ARDS的治疗提供理论依据。　　一、Septin介导果蝇卵室上皮细胞基底部myosin振荡的作用和机制　　果蝇卵巢是由一系列逐渐成熟的卵室构成，其中stage 9至stage10B卵室的外层卵泡上皮细胞基底部，myosin发生周期性的聚合和解聚进而产生一个向内的力迫使卵室沿AP轴伸长，其中LS9的myosin振荡最明显。因此，我们选择果蝇LS9卵室上皮细胞基底部作为研究对象，运用果蝇遗传学、活细胞动态成像、光遗传学以及多种图像处理技术探讨septin介导myosin振荡的机制。　　首先，我们发现当F-actin微丝的振荡减弱时，myosin微丝的振荡也减弱；当F-actin完全消失后，myosin反而以云状结构显著振荡，表明myosin振荡以F-actin依赖的和非F-actin 依赖的形式存在。对 Rho1-ROCK-MYPT1 与 myosin 的相关性和表型研究发现ROCK比myosin早1 min，MYPT1比myosin晚1-2 min；Rho1-ROCK-MYPT1构成的信号级联反应调控了两种形式的myosin振荡。两者的区别是：有F-actin时，myosin振荡受到Rho1-ROCK-MYPT1化学信号和F-actin物理信号的调节；当F-actin完全消失后， myosin振荡主要受到Rho1-ROCK- MYPT1化学信号的调控。接着我们发现septin复合体介导了两种形式的myosin振荡，其中发挥主要作用的是果蝇SEPT1和SEPT2。SEPT2直接结合ROCK介导其由细胞膜向细胞质流动并不断进行信号扩增。同时ROCK也活化SEPT2，促进其与SEPT1结合，由于已知SEPT1直接结合myosin。因此，ROCK/SEPT2/ SEPT1形成的复合体使ROCK无限接近并磷酸化myosin，从而促进myosin聚合。同时，我们还发现MYPT1也直接结合SEPT2，其作用可能是使SEPT2失活，与SEPT1分离，进而以另一种非传统的方式促使myosin解聚。此外，我们构建了一种GFP/RFP融合蛋白膜锚定的光遗传学技术，进一步证实ROCK、SEPT1和SEPT2控制myosin振荡，SEPT1直接结合myosin，SEPT2直接结合ROCK。最后，我们发现SEPT1和SEPT2的功能是促进果蝇卵室在发育的过程中向AP轴伸长。　　二、Septin介导myosin聚合在脂多糖诱导小鼠ARDS中的作用和机制　　脂多糖诱导的小鼠 ARDS 是研究 ARDS 炎症损伤的经典动物模型，本研究运用免疫组化、病理学分析等技术观察气管滴注脂多糖后肺损伤程度、actomyosin、septin以及相关信号分子的动态变化，用特异性抑制剂、核苷酸转染和蛋白输注进行干预，从而初步阐明了septin介导myosin聚合在脂多糖诱导ARDS中的作用和机制。　　首先我们证实脂多糖诱导的ARDS经历了两个阶段。第一是早期损伤阶段，发生在脂多糖处理后3天内。在这一阶段，细胞间紧密连接和黏附连接破坏，导致肺泡毛细血管通透性增加，肺水肿发生。同时，中性粒细胞激活并在肺内大量聚集，释放大量的炎症因子。第二是后期修复阶段，发生在第一阶段后的4天内。在这一阶段，细胞间紧密连接和黏附连接恢复，肺水肿缓解，中性粒细胞失活和消失，炎症因子减少。F-actin和myosin 在内皮细胞和上皮细胞中的表达显著升高，导致细胞间紧密连接和黏附连接破坏。F-actin和myosin在中性粒细胞中的表达显著升高，介导中性粒细胞活化、迁移和肺内聚集。Myosin聚合增强是由于ROCK1和MLCK激活以及MYPT1下调和失活综合作用的结果。F-actin聚合增强是由于细胞皮质profolin1升高和thymosinβ4下调综合作用的结果。中性粒细胞的活化进一步促进F-actin和myosin聚合，加重肺损伤。SEPT6、SEPT7和SEPT9在内皮细胞、上皮细胞和中性粒细胞中高表达，介导了myosin的过度聚合，从而参与ARDS的发生发展。