纺锤体定向在决定细胞分裂平面中发挥基础作用，从而通过空间调控细胞命运决定因子的分离，指导干细胞命运、维持组织结构并支持组织稳态与修复。这一严格调控过程的紊乱与发育异常、组织紊乱及再生能力下降相关。

在上皮组织中，精确的纺锤体定向可维持单层上皮的完整性，驱动复层上皮的分层，调节管腔直径，并实现高效修复。相反，定向异常可导致形态学异常，如上皮增生、发育迟缓和创面愈合受损，最终损害组织功能。

尽管已鉴定出若干参与纺锤体定向的核心调控因子，包括极性蛋白和微管相关蛋白（如分离缺陷（PAR）复合物及驱动蛋白家族成员），但许多调控因子仍未被明确。因此，阐明控制纺锤体定向的新颖分子机制，对于推进作者对组织发育、组织稳态及疾病发病机制的理解至关重要。

负责纺锤体定向的分子机器主要锚定于细胞皮层，在此处协调拉力以旋转有丝分裂纺锤体。保守的蛋白质复合物，如富含Leu-Gly-Asn重复序列的蛋白（LGN）及鸟嘌呤核苷酸结合蛋白G（i）亚基α（Gαi），在这一过程中发挥核心作用，它们将纺锤体精确对齐，以确保细胞命运决定因子的忠实分离。

翻译后修饰（PTM），尤其是磷酸化，已被证明可通过改变微管稳定性、蛋白质交互作用及机械力传递来调节此类皮层分子机器。近期研究发现，泛素化已成为影响纺锤体定向蛋白的定位、稳定性及其交互作用网络的重要调控层面。

尽管多种E3泛素连接酶，如后期促进复合物/周期体及基于cullin3的E3泛素连接酶，已被认为参与此过程，但去泛素化酶（DUB）在调控皮层定位的纺锤体定向分子机器中的作用仍知之甚少。去泛素化如何与有丝分裂时序及皮层分子机器的结构动力学相协调的确切机制，仍需进一步阐明。

图1.全文总结图（摘自Cell Death & Differentiation）

泛素特异性肽酶21（USP21）是一种独特的去泛素化酶，已明确证实其同时含有中心体和微管结合结构域。既往研究表明USP21参与纤毛形成及有丝分裂进入，但其在有丝分裂中的具体作用尚未得到深入探究。本研究中，作者鉴定出USP21是纺锤体定向的关键调控因子。

生物信息学分析，以及观察到Usp21基因敲除（KO）小鼠组织形态异常和创面愈合延迟，提示其参与有丝分裂过程。在上皮细胞系中的功能性实验证实，USP21缺失导致角膜和肾小管上皮细胞出现显著的纺锤体定向错误。

在机制上，作者证明USP21直接对核有丝分裂装置蛋白（NuMA）（纺锤体定向分子机器的核心组分）进行去泛素化，从而触发其皮层定位及其与其他纺锤体定向因子的交互作用。

这些发现揭示了USP21通过控制纺锤体定向，在维持上皮结构、组织重塑及发育稳态中发挥此前未被认知的角色。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41418-026-01786-7