2026年06月29日，中心董波教授团队在细胞生物学领域经典期刊Journal of Cell Science在线发表研究成果“Asymmetrical microtubule-organizing centers drive posterior positioning of nuclei in Ciona notochord development”。该论文首先定量描述了海鞘脊索细胞核伴随体轴延伸逐渐向后侧移动的现象，并聚焦于微管骨架系统是驱动海鞘脊索细胞核运动的机械力来源。随后，论文报道并描述了海鞘脊索细胞核周围存在的一个双组织中心的核周微管系统，并进一步证明核周的两个微管组织中心通过LINC（The linker of nucleoskeleton and cytoskeleton）复合体锚定于细胞核上。通过定量两个微管组织中心周围的微管富集程度，发现随着脊索延伸的进行，微管的分布逐渐建立前后极性，从而提供不对称的机械拉力驱动细胞核的运动。基于以上观察，作者提出了细胞核周的双极微管各自锚定并拉扯细胞核，通过“拔河”机制竞争性的控制细胞核运动的新机制。研究结果为微管系统驱动细胞核不对称定位提供了一种新的工作模型，为细胞核如何在组织器官形态发生过程中精确定位提供了新见解。

细胞核是细胞中最大的中心细胞器，细胞核在细胞中的正确定位参与调控细胞的增殖、迁移、变形和极性建立等多种行为，在组织器官形态发生中也起着重要的作用。然而，在组织器官形态发生过程中，细胞核是如何受控运动，从而精确迁移到预定位置仍不清楚。海鞘属于脊索动物门，尾索动物亚门，是脊索进化产生的关键节点生物。探究其脊索形态发生的机制，有助于了解脊索在产生初期的原始特征。海鞘幼虫脊索延伸过程中，脊索细胞的细胞核逐渐定位于细胞后侧。但其分子与机械驱动机制仍未可知。

聚焦于这一问题，研究团队通过荧光可视化标记海鞘脊索细胞边界和细胞核，观察并定量描述了细胞核在细胞中的相对位置变化，证实了细胞核随着脊索细胞延伸的进行，由细胞中央位置持续向细胞后侧运动迁移。同时，作者测量了脊索细胞核的几何参数，发现细胞核的形状随着迁移的进行，由球体逐渐转变为圆锥体。细胞核的持续运动和重塑暗示核周存在机械力的持续作用。随后，通过微管聚合抑制剂处理，作者证实微管系统是驱动细胞核的机械力来源，并通过荧光标记微管正端结合蛋白EB1，可视化海鞘脊索微管系统。结果发现，细胞核的前侧和后侧，各存在一个微管组织中心，持续装配微管与细胞核锚定，并在细胞核与细胞边界之间形成直接的物理连接。该微管结构与纺锤体较为类似，但细胞核并未解体而是直接与微管相锚定，是一种新的核周微管组织形式。随后，作者验证了LINC复合体在核锚定微管组织中心中的作用。

图1. 细胞核迁移形变过程和核周双中心微管形态（A）Lifeact，Nup50共表达可视化海鞘脊索细胞边界与细胞核。Bar = 10 mm。（B）海鞘脊索细胞核向后迁移并同时形变过程示意图。（C）EB1标记海鞘脊索核周双组织中心微管形态。Bar = 10 mm。（D）海鞘脊索核周微管系统结构示意图。

进一步探究该双极核周微管结构如何驱动细胞核的定向迁移。研究团队首先测量了EB1过表达细胞的细胞核形态，发现其显著沿A-P方向变长，证实微管向细胞核提供机械拉力。随后，作者定量化了核周两个微管组织中心周围的微管分布强度，发现脊索细胞逐渐建立微管前后分布极性。在延伸初期，前后微管的数量大致相等，但随着延伸的进行，后侧微管数量逐渐增加并显著大于前侧。基于以上观察，作者提出了双极微管通过“拔河”机制控制微管运动的新模型：细胞核前后两个微管组织中心生成微管并锚定细胞核，各自提供机械拉力。当两侧微管数量大致相等时，机械力平衡，细胞核维持原位。而当后侧微管显著多于前侧，细胞核受到向后的净拉力，驱动细胞核的后侧运动。

图2. 核周双中心微管通过“拔河”机制驱动细胞核运动（A）核周微管前后分布极性建立过程。Bar = 3 mm。（B）A中核周微管前后荧光强度分布测量图。（C）双中心核周微管驱动细胞核运动工作模型示意图。

        该研究结果首次报道了海鞘脊索细胞核周围存在的一种新的微管组织形式，该微管结构与纺锤体类似，但细胞核未发生解体，而是直接锚定到微管系统从而精确定位。此外，研究揭示了该特殊的双极核周微管系统在驱动细胞核运动的关键作用，提出了微管通过竞争性的“拔河”机制驱动细胞核的新模型。这一研究成果为组织器官形态发生过程中，细胞核如何精确安排定位从而适应并协助细胞的剧烈形变提供了新的见解。

         该研究成果发表于细胞生物学经典期刊Journal of Cell Science，作为封面文章收录到该杂志的核细胞生物学（Cell Biology of the Nucleus）专刊中，并受杂志社邀请做第一作者专访，对该研究进行宣传推介。博士后彭鸿哲和博士生乔润雨为本论文的共同第一作者，董波教授为通讯作者，课题组博士生乔靖涵，硕士生高玉洁参与了本项目工作。研究工作获得了国家自然科学基金青年基金C类、山东省博士后创新人才支持计划等项目资助。

图3. 文章第一作者彭鸿哲受杂志社邀请做专题采访