纤毛是由微管组成的毛发状的细胞器,突出于多种真核细胞的表面。纤毛在环境感知和细胞运动等多种细胞活动中发挥重要作用。根据结构和功能不同,纤毛可以分为动纤毛和静纤毛。一般来说,动纤毛主要参与细胞运动和推动液体流动,静纤毛则作为感受装置参与一系列信号转导。探究纤毛的组装和长度控制的分子机制对于更深入的理解纤毛相关疾病的发病机制、开发相关药物以及探索有效的治疗方案都非常重要。然而,目前对于纤毛组装和长度控制的分子机制还不是很清楚。本论文以探究控制纤毛组装和长度控制的分子机制这一科学问题为出发点,分别从生化、分子和细胞三个层次,利用免疫共沉淀、免疫荧光、超高分辨率显微成像、中心体蛋白提取及分析等关键实验技术,明确了驱动蛋白对纤毛发生的促进作用,并阐释了KIF11（kinesin family member 11）在Hedgehog信号通路中的重要功能。本论文从中心体蛋白的提取和分析入手,发现在纤毛发生之后,KIF11在中心体组分中的蛋白水平显著上升。同时,通过免疫荧光及超高分辨率显微镜观察,在无血清培养（诱导纤毛发生）人视网膜色素上皮（human retinal pigment epithelial,RPE1）细胞中,KIF11在中心体的定位显著性增强,这说明KIF11很有可能在纤毛发生过程中发挥重要的作用。为了探究KIF11是否参与调控纤毛发生,我们在RPE1细胞系中,利用两种特异性靶向KIF11的si RNA敲低其蛋白表达,发现纤毛长度变短并且生长纤毛细胞百分比显著性下降,而过表达KIF11能够部分恢复KIF11敲低导致的纤毛异常。并且,我们还利用不同浓度的抑制KIF11马达活性的抑制剂monastrol处理RPE1细胞,也发现了类似的纤毛异常的现象,这说明KIF11在纤毛稳态中的调控依赖其马达活性。接下来我们在IMCD3细胞中用同样的方法处理细胞,我们发现敲低KIF11或者抑制KIF11的活性都能够导致纤毛发生的异常。以上实验数据说明KIF11的确在纤毛发生过程中发挥重要的作用。随后我们验证了KIF11介导的纤毛发生是否参与到纤毛相关信号通路的调控中。已知Hedgehog是最经典的依赖于纤毛完整性的信号通路,Smo（smoothened）蛋白和胶质瘤相关癌基因同源物I（glioma-associated oncogene homolog I,Gli）是Hedgehog信号通路的下游信号,我们用含有配体Shh（Sonic hedgehog）的条件培养基处理血清饥饿的RPE1细胞来检测Smo和Gli的定位,免疫荧光结果发现在配体Shh刺激下,Smo以及Gli1和Gli2被激活,而用KIF11 si RNA敲低或利用monastrol抑制KIF11活性后Gli1和Gli2的核定位减弱,同时发现Smo在纤毛膜定位减弱的情况。我们又在KIF11敲低的RPE1细胞中过表达KIF11,发现能够部分回复KIF11敲低导致的Hedgehog信号通路的异常。以上数据表明KIF11介导的纤毛发生参与到Hedgehog信号通路的调控中。综上所述,本研究鉴定了一个新的纤毛发生相关蛋白-驱动蛋白KIF11,并阐释了其在纤毛发生及Hedgehog信号通路中的具体作用。这为更加深入的理解纤毛相关的功能提供新的视角,也为纤毛相关疾病的诊断及治疗提供新的理论基础和研究策略。