Wnt信号通路调控机理
Wnt信号通路调控机理
经典Wnt通路调控机理
胞浆内的调控 核内的调控 Wnt下游基因的反馈调控
胞浆内的调控
经典的Wnt信号通路中，对β-catenin浓度的调控 处于中心地位。βcatenin的浓度受Axin/GSK3/APC复合体控制
Axin/GSK-3/APC复合体：Axin蛋白结合GSK3、 CK1、β-catenin形成
胞浆内的调控
没有wnt信号分子存在时βcatenin被APC复合体中的 CK1和GSK3β磷酸化后进
入蛋白酶体降解途径
胞浆内的调控
Wnt/Wg信号存在时， Axin/GSK-3/APC复合 体解聚，细胞浆内的β-
catenin/Armadillo得以
稳定并不断积累，进入 细胞核与TCF结合，启 动下游基因转录。
Wnt信号通路的调控机理
contents
Wnt基因及其蛋白 Wnt三条信号通路 Wnt/PCP通路 Wnt/钙离子通路
经典Wnt通路及其调控
Wnt基因及其蛋白
Wnt蛋白 属于分泌型糖蛋白, 它们通过旁分泌或自分 泌作用与位于细胞膜上的受体相结合, 激活 胞内的各级信号传导分子, 调节靶基因的表 达。 通过结合到细胞膜上的受体引发下游一系 列信号转导，其自身存在一个产生-修饰-分 泌-转运的过程。
Wnt基因及其蛋白
Wnt蛋白
修饰主要有两种:糖基化和棕榈酰化
属于一类高度不溶的蛋白，这主要是因为
其脂质化修饰。
Wnt三条信号通路
经典Wnt通路(Wnt/β-catenin通路) Wnt/PCP通路( planar cell polarity pathway)
Wnt通路调控胚胎早期神经发育的研究进展
Wnt通路调控胚胎早期神经发育的研究进展摘要：Wnt通路是胚胎早期神经发育的关键调控通路之一。
该通路在神经干细胞增殖、分化和迁移等过程中发挥着重要作用。
Wnt通路主要包括Wnt蛋白家族、Frizzled受体 family、β-连环蛋白等重要因子。
Wnt蛋白通过结合Frizzled和LRP受体形成受体复合体,引导β-连环蛋白信号转导进入细胞内,影响下游基因的表达调控细胞功能。
Wnt通路失调与多种神经系统疾病的发生发展密切相关。
本文查阅国内外相关文献发现，Wnt通路失调易导致神经系统发育异常。
Wnt通路调控胎儿期赖氨酸水平也影响神经细胞的增殖分化。
本文为进一步阐明其在神经疾病发生机制中的重要参与提供了理论依据。
关键词：Wnt通路；胚胎；早期神经发育；神经干细胞神经系统的发育始于胚胎时期，并在出生后仍在继续。
胚胎早期神经发育的关键事件包括神经干细胞的增殖、分化和迁移。
神经发育过程中存在多种细胞参与，神经胶质细胞、中间神经元及其他神经元间形成的连接[1]。
如胚胎干细胞中神经运行过程中获得的(神经诱导)可由骨形态发生蛋白、成纤维细胞生长因子和Wnt信号传导控制[2]。
可见，神经诱导是神经干细胞发育成神经细胞的最初步骤，并且与胚胎身体轴的发育密切相关[3]。
神经发育缺陷可导致严重且常见的结构性出生缺陷，例如颅面异常和先天性心脏病[4]。
而Wnt通路是神经细胞神经传导过程中较为重要的通路之一。
研究显示，Wnt-1和 Wnt-3a 基因编码富含半胱氨酸的分泌信号的 Wnt 家族成员，在发育中的神经管的背侧中线共表达，与背侧模式一致[5]。
Wnt 信号传导介导胚胎发生过程中的主要发育过程，并调节成年哺乳动物干细胞的维持、自我更新和分化[6]。
也有研究显示，Wnt/β-catenin 可调节神经祖细胞的自我更新及促进分化[7]。
同时，神经祖细胞在神经发育过程中能够产生颗粒神经元[8]。
在神经系统中，Wnt通路参与了神经干细胞的增殖、分化和迁移等过程。
WNT信号通路
APC(adenomatous polyposis coli)是一种与结肠癌 发生有关的抑癌基因。定位于5q21，长度10.4kb， 编码一组较大的多结构域蛋白，属于胞浆蛋白，具 有支架蛋白的作用。APC蛋白、Axin和GSK3,可与 β-catenin形成复合物，而促进β-catenin发生磷酸化， 使β-catenin得以被蛋白酶降解。在固有的和散在的 大多数结直肠肿瘤中，均已发现有APC基因的突变 或缺失。APC基因突变可发生于任何外显子，其中 以第15外显子（654-2843密码子）最为常见 ［2000］，1020-1169密码子和1323-2075密码子编 码区域被认为是β-catenin与APC的结合位点，该区 域突变即导致β-catenin不能与APC结合，进而不能 被GSK3磷酸化，以致β-catenin降解受阻而积聚于胞 浆。因而APC是Wnt途径的负调控因子。在其他癌 症如髓母细胞瘤，侵袭性纤维瘤病，乳腺癌等也可 见APC异常。
Axin具有多个蛋白-蛋白作用域，与APC一样起支 架蛋白的作用，是支架蛋白复合体的构建基础。 Axin的RGS功能域(regulators of G protein signaling domain)，能与全长的APC结合，但不能与截短的无 活性APC结合。APC-Axin-GSK-β-catenin形成复合 物时，GSK靠近β-catenin而促使其磷酸化，因此也 是Wnt途径的负调控因子。在肝癌、结直肠癌、乳 腺癌等肿瘤中检测到Axin基因突变，目前Axin被认 为是抑癌分子，其基因突变可促进肿瘤的发生。
TCF是Wnt途径下游组分，属于DNA结合 蛋白，包括1个HMG盒子(highmobility group) 和β-catenin作用域。HMG盒子具有与DNA结合 的活性，通过与其它因子发生作用，而激活 转录活性。有趣的是，TCF转录因子家族的 不同成员具有不同的特性。尽管它们都可结 合DNA，但在大部分情况下并不能激活转录， 只有与β-catenin发生作用后，才可激活转录 过程。有报道在结直肠癌中，检测出Tcf-4突 变，且同时存在APC或β-catenin的突变，推测 Tcf-4突变可能是附加突变。
缺血性脑损伤后Wnt信号通路对神经再生的调节作用与机制
帕金森病 的诊 断和治疗进展
叶 民
南京医科大学附属 明基医院
精神 症状的分子 生物 学研 究
姚 志健
南 京 医科 大学 附属 脑 科 医院
缺血性脑 损伤 后 Ｗｈ ｔ 信 号通路对神经再 生的调节作用与机 制
王文 艾厚喜 孙芳玲 张丽 蒋莹
首都医科大学宣武医院药物室 脑血管病是常见三大疾病之一 ，缺血性脑损伤是主要诱发 因素，它能引起复杂的病பைடு நூலகம்变化 ，
改 善徽 循 环 、减轻 血小 板 聚集 和抗 血 栓 等 方 面有 一 定 的作 用 。我 们 以往 研究 发 现藏 药 Ｒ ＮＳ Ｐ明
显改善 Ｔ ｇ ２ ５ ７ ６ 转基因鼠的学习和空间记忆能力等认知行为可能与 Ａ ８ 产生的减少密切相关 。
此 研究 我 们从 氧化 应激 角 度探讨 Ｒ ＮＳ Ｐ对 ＡＤ的作 用 。 （ １ ） 观察 ＲＮＳ Ｐ脂 溶 性 提 纯 物 对 过 氧 化 氢 （ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｐ ｅ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ，Ｈ２ Ｏ２ ）诱 导 的 Ｓ Ｈ— Ｓ Ｙ５ Ｙ 神 经 细胞损 伤 的保 护 作 用 。通 过 观 察 细 胞 形 态 ，测 定 细 胞 存 活 率 （ ＭＴ Ｔ 法） ，检 测 ＲＮＳ Ｐ对 Ｓ Ｈ— Ｓ Ｙ５ Ｙ神 经 细 胞 损 伤 的保 护 作 用 。结 果 同 模 型 组 比较 ，体 积 分 数 为 ０ ． ０ ５ 、０ ． １ ０ 、０ ． １ ５的
朱 爱琴
青海人 民医院老年医学研究所
目前 许 多研究 发 现氧 化应 激 在 ＡＤ发 生发 展 中起关 键 作用 。这 就提 示早 期减 少 自由基生成 和
保护神经元免受 自由基影响的药物对延缓 Ａ Ｄ发生可能有利。作为抗衰老 ，抗缺氧的藏药七十味 珍珠丸 （ Ｒ Ｎｓ Ｐ ）主要由佐太 、天然珍珠 、藏红花等七十余味名贵藏药组成方剂 。具有安神、镇 静 、通经活络和醒脑开窍之功效 。经历代藏医的不断实践 和近代临床研究发现在镇静 、抗惊厥 、
WNT信号通路
WNT信号通路Wnt信号通路的作用机制与神经干细胞作用【摘要】wnt通路是细胞增殖分化的关键调控环节，在胚胎发育和肿瘤发生中起着重要作用。
wnt途径参与了基因表达调节、细胞迁移粘附、细胞极化等过程，同时还与其它信号通路存在交叉协同。
Wnt/β-catenin通路在进化过程中高度保守，此通路的主要分子构成及相关调控机制已得到基本阐明。
对神经系统而言已有足够证据显示此通路参与了对神经前体细胞增殖，分化以及决定细胞命运的调控，本文将阐明wnt通路的作用机制与神经干细胞的作用。
【关键词】神经干细胞 wnt信号通路机制作用一、Wnt信号通路的研究历史1973年Sharma等在对果蝇胚胎发育的研究中发现了无翅基因(wingless)。
1982年Nusser等对小鼠乳腺肿瘤研究时发现一种可以在细胞间传递增殖分化信号的蛋白，当时称为int-1。
由于发现小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)插入或整合入该基因后可以使其异常激活，并导致发生肿瘤，所以当时认为int-1是癌基因。
后经研究发现果蝇的int 样基因就是无翅基因(wingless)，所以统一命名为Wnt基因家族。
目前已从不同动物的基因组中发现多种Wnt基因，人类基因组中已经发现Wnt基因19种，分别命名为Wnt-1、Wnt-2、Wnt-3、Wnt-3a，等等。
二、Wnt信号通路Wnt基因编码长度为350～400个氨基酸的分泌型糖蛋白，其特征为含有22—24个保守型半胱氨酸残基。
Wnt蛋白通过细胞表面受体及细胞外基质可以在较大范围内(～1001-Lm)起到信使的作用。
目前研究认为Wnt在细胞内的通路至少有4条(Huelsken．2001)：(1)经典的Wnt/β一catenin信号通路(canonical Wnt ／13一catenin pathway)；(2)wnL／polarity通路(或者称为planar cell polaritypathway)；(3)Wnt／Ca2+通路；(4)调节纺锤体定向和不对称细胞分裂的通路。
细胞分化的调控和信号通路
细胞分化的调控和信号通路在生命科学中，细胞分化是一个十分重要的过程。
细胞分化是指原初的全能干细胞分化成不同形态、不同特性的、不同发育潜能的成熟细胞的过程。
细胞分化的调控和信号通路是细胞命运决策和准确分化的关键。
调控细胞分化的信号通路有哪些呢？1. Wnt/β-catenin通路Wnt/β-catenin通路是我国科技部重大研究计划—973项目的研究方向之一。
Wnt信号作用于胞膜上的Frizzled受体和LP受体，导致球形体内δ-catenin蛋白的聚集。
δ-catenin与杏仁酸于细胞骨架的结合可使其稳定，随后进入细胞核，并参与调控转录，从而影响细胞分化。
2. Notch信号通路Notch信号通路是一个高度保守的跨细胞膜的信号通路，作用于细胞的命运。
Notch由成熟细胞表面的Notch受体与成熟细胞间信号分子DLL4相互作用，从而逐步下降，促进细胞分化。
3. BMP/Smad信号通路BMP/Smad信号通路是一种活体信号通路，特定的细胞和特定的发育阶段是其活化的前提条件。
BMP可通过与细胞表面的TbRII和TbRI蛋白结合，并激活Smad蛋白，从而发挥调节细胞分化的作用。
例如，在骨骼生长和发育的过程中，BMP/Smad信号发挥着关键的作用。
以上三种信号通路是影响细胞分化的最主要信号通路，不同信号通路之间具有极高的复杂性和相互作用。
此外，细胞因子，如TGF-β家族成员等，也发挥着重要的调控作用。
如何调节信号通路进行细胞分化的管理？有两个方法：克服生长因子的抑制，并使成熟细胞回到胚胎状态。
1. 克服生长因子的抑制若干工作计划，包括从干细胞中引出卵细胞和精子细胞、发现成熟细胞的主要识别机制、改变成熟细胞和干细胞的亚细胞构造和监控化学炎性细胞体内的衰老程序等，为信号通路的调控和细胞分化的研究提供了大量的参考。
2. 使成熟细胞回到胚胎状态始终保持着干细胞状态的诱导和干细胞纯化技术是解决诱导成熟细胞重返胚胎状态难题的关键。
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究摘要：牙周膜干细胞（PDSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成纤维细胞样细胞，其在牙周组织再生与重建中起着重要作用。
近年来，Wnt信号通路成为研究PDSCs成骨分化的热点。
本研究通过分离培养PDSCs，采用不同浓度的Wnt信号通路激动剂，检测细胞增殖情况和成骨分化相关分子表达，揭示Wnt信号通路调节PDSCs成骨分化的机制，并探讨其在牙周组织再生与重建中的应用前景。
结果表明，Wnt信号通路激动剂处理能够提高PDSCs的增殖能力和成骨分化潜能，同时上调关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达，下调抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达，对蛋白质水平的磷酸化调节也发挥重要作用。
总之，Wnt信号通路在调节PDSCs成骨分化过程中发挥着关键作用，为其在牙周再生领域的应用提供了新的思路和方法。
关键词：Wnt信号通路；牙周膜干细胞；成骨分化；RUNX2；osteocalcin；Dkk-1；SOST近年来，牙周组织再生与重建的研究备受关注，其中PDSCs作为一种重要的细胞来源受到越来越多的关注。
PDSCs具有自我更新和多向分化潜能，是牙周组织再生和重建中的重要细胞类型之一。
研究发现，Wnt信号通路在胚胎发育和成骨分化等生物学过程中发挥着关键作用。
因此，不少研究将目光投向Wnt信号通路在PDSCs成骨分化中的作用机制。
本研究通过对PDSCs进行不同浓度的Wnt信号通路激动剂处理，研究发现Wnt信号通路能够促进PDSCs的增殖和成骨分化。
同时，Wnt信号通路的激动对PDSCs关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达起到调节作用，并且抑制具有抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达。
实验还发现，Wnt信号通路的调节作用可能与蛋白质水平的磷酸化有关。
Wnt信号通路在足细胞中的作用和调节机制
·综述·Wnt信号通路在足细胞中的作用和调节机制吴影懿邢昌赢张波【摘要】Wnt信号通路在细胞的分化、增殖和凋亡等生理过程中以及在细胞癌变、肿瘤侵袭等病理过程中均发挥了重要的调控作用。
最近研究显示，Wnt信号通路在肾脏疾病发展和上皮细胞特化中起重要作用，在损伤等不同的疾病条件下该通路被激活。
基因修饰动物模型研究表明，在足细胞中Wnt信号通路持续激活通常与蛋白尿和肾小球硬化的进展有关。
本文就Wnt信号在足细胞中的作用和调节机制作一综述。
【关键词】足细胞；细胞转分化；Wnt/β-catenin信号通路The role and regulation of Wnt signaling in podocytes Wu Yingyi, Xing Changying, Zhang Bo.Department of Nephrology, the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029,ChinaCorresponding author: Zhang Bo, Email: zhangbo2003@【Abstract】 Wnt signaling plays a role in a variety of physiological processes that involve celldifferentiation, proliferation, apoptosis and in the pathological process of carcinogenesis and tumorinvasion. Recent studies have shown that Wnt signaling pathway promotes kidney disease in specializedepithelial cells and the pathway is activated in different disease conditions of the injury. Geneticallymodified animal models showed that the podocytes sustained activation of Wnt signaling pathway usuallyassociated with proteinuria and glomerular sclerosis progress. Here, we discuss the role and regulationmechanism of Wnt/β-catenin signaling in podocytes.【Key words】 Podocytes; Cell transdifferentiation; Wnt/β-catenin signalingWnt信号是一种跨膜信号，参与细胞的分化和运动，是近年来研究的热点，肾脏的发育、形态以及功能的维持均有赖于Wnt信号通路正常“开启”和及时“关闭”。
Wnt信号通路调控机理
核内的调控
在没有β-catenin的状态下，TCF与Croucho、CtBp、 Coop等抑制性因子结合，招募HDAC，下游基因的转录 被抑制
核内的调控
β-catenin可以替换Groucho和Coop与TCF结合，激活下 游基因转录，其N端通过Bc19-Pygo与MEG12、MED13 、TAF4、H3K3me2结合，C端与多种转录辅助因子结合 ，如乙酰转移酶CBP，甲基转移酶MLL，染色质重塑因子 BRG1，转录起始和延伸辅助因子MED12、PAF1等
β-catenin蛋白三个功能区域
N端
可以结合辅因子Bc19.
中段和C端：由12个Armadillo重复区段（R1~R12）组成
R3~R10区域介导了β-catenin与TCF的结合，此区域的缺
失会使β-catenin对下游基因的激活作用完全丧失。
C端区域为转录激活区域，可以结合一系列通用转录辅因 子如染色质重塑因子，组蛋白乙酰转移酶，促进转录的起 始和延伸。
Wnt信号通路
Wnt/PCP通路
Wnt/PCP通路主要通过激活Dsh下游区、Rac、
小GTP酶、Rho和Cde42等, 从而激活c-junN端激
酶JNK来发挥作用。
参与细胞极性的建立和细胞骨架重排, 调节细胞骨
架的不对称分布和上皮细胞的协同极化；
Wnt/钙离子(Wnt/Ca2+)通路
Wnt/钙离子主要由wnt5a和wnt11激活, 可能通过 G蛋白激活PLC( PhospholipaseC)和PKC(
经典Wnt通路调控机理
胞浆内的调控 核内的调控 Wnt下游基因的反馈调控
Wntcatenin信号通路在肝癌转移侵袭中的调控机制
Wntcatenin信号通路在肝癌转移侵袭中的调控机制一、本文概述肝癌，作为全球范围内最常见的恶性肿瘤之一，其高发病率和致死率严重威胁着人类健康。
肝癌的转移和侵袭是导致其恶性程度增加、治疗效果差、预后不良的关键因素。
因此，深入研究肝癌转移侵袭的调控机制，寻找有效的治疗靶点，具有重要的临床和科学价值。
近年来，Wnt/β-catenin信号通路在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到关注，其在肝癌转移侵袭中的调控作用也逐渐被揭示。
本文旨在全面综述Wnt/β-catenin信号通路在肝癌转移侵袭中的调控机制，通过梳理和分析相关文献，阐述该通路在肝癌转移侵袭过程中的作用及其分子机制。
我们将从Wnt/β-catenin信号通路的基本概述入手，介绍其在正常生理状态下的功能和在肝癌中的异常激活机制。
接着，我们将重点探讨Wnt/β-catenin信号通路在肝癌转移侵袭过程中的关键作用，包括其如何通过调控下游靶基因的表达，影响肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭等生物学行为。
我们还将讨论该通路与其他信号通路的交互作用，以及其在肝癌治疗中的潜在应用。
通过对Wnt/β-catenin信号通路在肝癌转移侵袭中的调控机制的深入研究，我们期望能够为肝癌的治疗提供新的思路和方法，为肝癌患者的预后改善和生活质量的提高做出贡献。
二、Wnt/β-catenin信号通路概述Wnt/β-catenin信号通路是一种在生物体内广泛存在的、对细胞生长、分化和迁移等过程具有重要调控作用的信号传导途径。
其核心成员包括Wnt蛋白、Frizzled受体、Dishevelled蛋白、Axin蛋白、GSK-3β（糖原合成激酶3β）、β-catenin（β-连环蛋白）以及TCF/LEF（T细胞因子/淋巴增强因子）转录因子等。
当Wnt蛋白与细胞膜上的Frizzled受体结合后，会触发一系列复杂的分子反应，最终导致β-catenin在细胞质中的积累。
在缺乏Wnt信号的情况下，β-catenin会被Axin、GSK-3β和APC（腺瘤性结肠息肉病基因产物）等组成的破坏复合物所磷酸化，随后被蛋白酶体降解。
WNT信号通路
APC(adenomatous polyposis coli)是一种与结肠癌 发生有关的抑癌基因。定位于5q21，长度10.4kb， 编码一组较大的多结构域蛋白，属于胞浆蛋白，具 有支架蛋白的作用。APC蛋白、Axin和GSK3,可与 β-catenin形成复合物，而促进β-catenin发生磷酸化， 使β-catenin得以被蛋白酶降解。在固有的和散在的 大多数结直肠肿瘤中，均已发现有APC基因的突变 或缺失。APC基因突变可发生于任何外显子，其中 以第15外显子（654-2843密码子）最为常见 ［2000］，1020-1169密码子和1323-2075密码子编 码区域被认为是β-catenin与APC的结合位点，该区 域突变即导致β-catenin不能与APC结合，进而不能 被GSK3磷酸化，以致β-catenin降解受阻而积聚于胞 浆。因而APC是Wnt途径的负调控因子。在其他癌 症如髓母细胞瘤，侵袭性纤维瘤病，乳腺癌等也可 见APC异常。
Wnt途径激活与肿瘤细胞的侵袭和转移
癌细胞最为重要的生物学特征是具有侵袭和转 移的能力，这是造成恶性肿瘤患者预后不佳和导致 死亡的主要原因。癌细胞的侵袭和转移包括以下几 个过程：癌细胞粘附性改变，从原发灶脱落，突破 基底膜，与细胞外基质作用，侵入周围基质和邻近 组织，然后侵入淋巴管或血管，随血流或淋巴，在 远部器官或组织建立新的癌细胞集落。在此过程中， 涉及到细胞粘附性的改变，细胞外基质的降解，细 胞增殖的改变及肿瘤血管形成等。随着对Wnt途径 研究的深入，发现Wnt途径异常激活后，其靶基因 中有些是与癌细胞的侵袭转移相关的基因，因而推 测Wnt途径也可参与肿瘤的侵袭和转移。
2）过多Wnt信号使整个途径异常活跃，细胞进 行不必要的增殖；
3）细胞内其他因素通过Wnt途径来刺激或诱发 细胞产生异常反应。
《WNT信号通路》课件
例如，Wnt信号通路的异常激活与多种疾病的发生密切相关，包括癌 症、阿尔茨海默病等，但对其具体作用机制仍需深入探讨。
03
针对Wnt信号通路的靶点进行药物设计和筛选，是当前研究的热点和 难点。
04
未来，随着基因编辑、生物信息学等技术的不断发展，将为Wnt信号 通路的研究提供更多有力工具和手段。
Wnt信号通路的应用前景
科学家们利用基因敲除、基因突变等技术手段，揭示了Wnt信号通路在胚 胎发育、组织再生、肿瘤形成等多个生物学过程中的重要作用。
针对Wnt信号通路的靶基因和调控因子的研究，为理解其生物学功能提供 了更多线索。
Wnt信号通路的研究挑战与展望
01
尽管Wnt信号通路的研究已经取得了很大进展，但仍存在许多挑战和 问题需要解决。
Wnt信号通路与帕金森病
帕金森病是一种以黑质多巴胺能神经元变性死亡为主要表现的神经系统疾病。研究表明，Wnt信号通路 的异常激活可以影响黑质多巴胺能神经元的生存和功能，从而引发帕金森病。
CHAPTER 04
Wnt信号通路的调控机制
Wnt信号通路的负调控因子
分泌型卷曲相关蛋白（ SFRP）
通过与Wnt蛋白结合，阻止Wnt与受体复合 物的相互作用，从而抑制Wnt信号通路的激 活。
跨膜蛋白对Wnt信号通路的反馈调节
某些跨膜蛋白可以作为Wnt信号通路的感受器，感知细胞 内外环境的变化，通过反馈调节机制影响Wnt信号通路的 活性。
CHAPTER 05
Wnt信号通路的研究前景与展望
Wnt信号通路的研究现状
当前对Wnt信号通路的研究已经取得了显著的进展，对其在生物体内的功 能和作用机制有了较为深入的了解。
在某些情况下，Wnt信号通路可以通过反馈调节机制上调 或下调负调控因子的表达，从而进一步调节Wnt信号通路 的活性。
Wnt(Wg)信号通路
Wnt/Wg信号通路简介【1】主要功能参与发育过程中的细胞分化。
Wnt/Wg是重要的morphogen(形态生成素)，它可以借Ca 信号通过引发细胞极性通路发挥作用，也可以通过调节Armadillo的稳定性来（常规地）发挥作用。
1.在果蝇的胚胎发育过程中，engrailed(en)和Wg作为体节极性基因发挥功能。
Wg和en受pair-rule基因调控激活。
en在even-skipped（Eve）或Fushi tarazu（Ftz）蛋白含量较高的细胞中表达，同时受到Odd-skipped, Runt,或Sloppy-paired的抑制。
Wg在两者（Eve & Ftz）均不表达（表达sloppy-paired基因）的细胞中表达。
Wg蛋白表达后扩散到周围细胞，在表达en的细胞中，Wg和Ftz/Lrp6结合，经Wg信号通路激活en的表达。
en蛋白激活en自身及hh基因的表达，hh扩散到周围细胞，和Patch 受体结合，增强Wg基因的表达。
[正反馈]hh/wg的相互作用，确定了denticle表达的边界。
若Wg/Hh信号通路受到影响，则denticle 会布满整个体节。
Hedgehog，Porcupine，Armadillo因此得名。
2.在果蝇翅成虫盘的发育过程中，Wg是翅膀背负轴的组织者，以及决定翅缘毛的形成。
Wg在DV界限处被激活的Notch信号诱导，作为远程信号蛋白向外扩散，浓度随距离增大而递减。
Wg高浓度区域激活转录因子senseless表达，senseless再进一步参与翅缘刚毛的发育。
中等以上浓度的Wg诱导Distalless的表达，而较低浓度的Wg即可促使Vg的表达。
3.以两栖动物为例，β-catenin作为背部组织者发挥作用。
β-catenin最初分布于整个卵母细胞中。
GSK3也分布于整个卵母细胞中。
而Dsh和GBP （GSK3 binding protein）则分布于细胞植物极的胞浆皮质区。
Wnt信号机制全解析！3大信号传导通路一文掌握
Wnt信号机制全解析！3大信号传导通路一文掌握Wnt 配体蛋白是一类富含胱氨酸的糖蛋白，在发育、组织动态平衡、许多疾病的发生，包括癌症都起到了关键的作用。
根据分子机制的不同，Wnt 信号传导通路分为三种：Wnt/β-catenin 信号通路、Wnt/PCP 信号通路以及 Wnt/Ca2+信号通路。
在哺乳动物中共有 19 种 Wnt 基因，其中部分基因包含选择性剪接异构体[22,35,38]。
在功能上，不同的 Wnt 配体蛋白是高度保守的，由于不同Wnt 配体表达模式的不同，会造成不同的Wnt 配体在各个器官或组织发挥各自独特的作用[38]。
在内质网合成 Wnt 蛋白的过程中，Wnt 蛋白会被棕榈酰转移酶 Porcupine 棕榈酸修饰 [41]，而在 Wnt 蛋白成熟的过程中，跨膜蛋白Wntless/Evi（Wls）和棕榈酰化的Wnt 蛋白结合，并帮助 Wnt 蛋白运输到质膜[5,18,37,55]。
关于Wnt 蛋白如何到达Wnt 靶细胞存在两种假说，见图1，第一种，成熟的 Wnt 蛋白结合着 Wls 蛋白整合到分泌小泡或外泌体，位于分泌小泡或外泌体外侧的 Wnt 蛋白和 Wnt 受体相互作用[14,28,34,44]。
第二种，Wnt 蛋白的转移是通过细胞间的 FZD 受体和跨膜 E3 ligases Rnf43/Znrf3 来介导的[11]。
▲ 图 1. Wnt 蛋白分泌的模式[38]01 Wnt/β-catenin 信号通路Wnt/β-catenin 信号通路是依赖于β-catenin 蛋白介导的一类Wnt 信号通路，见图 2。
▲ 图2. Wnt/β-catenin 信号模式图[38]Wnt/β-catenin 信号通路由Wnt 配体蛋白与七次跨膜蛋白FZD 受体结合而启动，当Wnt 配体蛋白会与靶细胞膜上的Wnt 信号受体FZD 和共受体LRP5 或LRP6 形成的异源二聚体相互作用[50]，Dishevelled 蛋白会被招募到细胞膜和 FZD 结合[7,25,29,52]，而通过被招募到细胞膜上的Dishevelled 蛋白和 Axin 相互作用，Axin-GSK3 蛋白复合物也被招募到细胞膜处[50]。
二、神经药理——缺血性脑损伤后Wnt信号通路对神经再生的调节作用与机制
线粒体解耦联 蛋 白 ２与抑郁症的相关 性研究
杜 仁红 吴芳 芳 丁建 花 胡 刚 南京 ２ １ ０ ０ ２ ９
南京 医科 大学药 理学 系 江苏 省神 经退行 性疾 病重 点实 验室
抑 郁症 （ ｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ）是 一类 以情 绪低落 、 自我评 价 降低 、快 感缺 失 ，以及 睡 眠 、饮 食 和 认 知异 常为 主要症 状 的精 神疾 病 。近年 来 的研 究 表 明氧 化应 激 和炎 症在 抑 郁 症 的病理 机制 发挥 着
Ｗｎ ｔ ３ ａ的表达 （ Ｐ＜０ ． ０ ５ ） ，且模 型组 和假 手术组 相 比具 有显 著 性 差 异 。结 果 表 明 ：脑 缺血 可 以
短暂 激 活 Ｗ ｎ ｔ 信号 通路 ；莫 诺 苷 可 以促 进 局 灶 性脑 缺 血 大 鼠 Ｓ ＶＺ区 神 经 干 细胞 增 殖 和分 化 成 熟 ，上调 促神 经发 生调 节 因子 ，并 持 续激 活 Ｗｎ ｔ 信 号 通路 及促 进 神 经 功能 的恢 复 和减 小 梗死 体 积 ，并推 测其 促进 神经 发生 的机 制可 能与 Ｗｎ ｔ 信 号通路 的激 活有关 。
Wnt信号通路
Wnt信号通路DWNT 名称来自于Wingless 和Int-1。
当缺失Wingless基因时，果蝇将无法长出翅膀，故命名为Wingless。
而Int-1 最早是作为老鼠乳腺癌的抑癌基因，当老鼠乳腺癌病毒占据Int-1 的结合位点时就会导致癌症的发生。
随着研究的不断深入，发现Wingless 和Int-1其实编码着同一种蛋白，故统一命名为WNT Wnt 信号途径是一类在生物体进化过程中高度保守的信号转导途径，调节控制着众多生命活动过程。
动物体早期发育中，Wnt 信号决定背腹轴的形成、胚层建立、体节分化、组织或器官形成等一系列重要事件；并直接控制着增殖、分化、极化、凋亡与抗凋亡等细胞的命运。
同时，Wnt 信号途径也与肿瘤发生密切相关。
在目前已知的癌症中，有十几种高发性癌变源于 Wnt 信号转导途径的失调。
根据 Wnt 蛋白转导信号的方式，人们又将 Wnt 信号转导途径分为经典 Wnt 信号途径（Canonical Wnt signal pathway）和非经典的 Wnt 信号途径（Noncanonical Wnt signal pathway）5-7。
2.1经典 Wnt 信号转导的分子机制经典 Wnt 信号途径也称为Wnt/β-catenin 信号途径。
在不同物种中 Wnt/β-catenin信号转导的分子机制具有极高的保守性。
这条信号途径的中心特点内容是：在没有 Wnt信号时，细胞质内β-catenin 在与 Axin，结肠癌抑制因子（APC），蛋白质磷酸酶 2A（PP2A），糖原合酶激酶 3β（GSK3β）以及β-TrCP 蛋白形成巨大复合物结合后被磷酸化，并且通过β-TrCP 蛋白的泛肽化，进一步被蛋白酶体所降解。
Wnt 蛋白与受体结合以某种方式激活 Dvl 蛋白，使它在基于 Axin/APC/GSK3β的β-catenin 降解复合物中抑制了 GSK3β活性，从而抑制β-catenin 被磷酸化后的泛肽化降解，导致β-catenin 在胞质内稳定地累积。
WNT 信号通路调控紧密连接和 BMX 介导的周细胞维持的机制研究
WNT 信号通路调控紧密连接和BMX 介导的周细胞维持的机制研究本章节主要介绍的是脑转移区域血管上激活的WNT 信号通路通过调控紧密连接蛋白的表达来维持BTB 的低渗透性，以及周细胞上特异性表达BMX 来维持血管外的周细胞覆盖率。
首先，通过细胞免疫荧光和WB 考察乳腺癌脑转移环境对小鼠脑内皮细胞(bEND.3)上WNT 信号通路的影响；建立乳腺癌脑转移瘤裸鼠模型，通过免疫荧光考察正常脑区和脑转移瘤区域血管上LEF1(WNT 信号激活的标记物)的表达差异；通过免疫组化考察乳腺癌脑转移瘤临床脑切片中LEF1 的表达；通过WB 考察WNT 激动剂LiCl 对内皮细胞上紧密连接蛋白Claudin-5 表达的影响；通过免疫荧光和免疫组化考察人和小鼠乳腺癌脑转移脑切片中Claudin-5 的表达；通过细胞免疫荧光考察bEND.3 细胞和小鼠脑微血管周细胞(MBVP)上BMX 的表达差异；通过脑组织免疫荧光考察正常脑区和脑转移瘤区域血管上BMX 和α-SMA(周细胞的标记物)的表达。
GFP 转染的MDA-MB-231Br(231Br)细胞和4T1-BR5(4T1Br)细胞由美国PatriciaSteeg 教授提供，bEND.3 细胞购自ATCC，MBVP 细胞由苏州大学马全红教授提供，高糖培养基，胎牛血清(Fetal bovine serum，FBS)，胰酶细胞消化液，甲醇，BCA 蛋白测定试剂盒，蛋白酶抑制剂，RIPA 裂解液，凝胶配置试剂盒，十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate，SDS)，甘氨酸，蛋白上样缓冲液(5 ×)，蛋白Marker，PVDF 膜，显影液，多聚甲醛(Paraformaldehyde，PFA)，吐温20(Tween 20)，蔗糖，冰冻切片包埋剂，含4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole，DAPI)的抗荧光淬灭封片剂，PE 标记的CD31 抗体，抗LEF1 抗体，抗Claudin-5 抗体，抗α-SMA 抗体，抗BMX 抗体。
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核内的调控
β-catenin的N端可以与Bc19结合，Bc19是一类特异性参
与β-catenin转录的辅因子。
Bc19包括HD1和HD2两个功能区域。
HD2区域与β-catenin结合，HD1区域与Pygo的PHD区域
结合，将β-catenin与Pygo联接起来。Pygo由NHD与PHD 两个区域构成。Pygo的PHD区域可以结合H3K4甲基化的 染色质，促进β-catenin在WRE和转录活性位点的结合。
β-catenin蛋白三个功能区域
N端ຫໍສະໝຸດ 可以结合辅因子Bc19.
中段和C端：由12个Armadillo重复区段（R1~R12）组成
R3~R10区域介导了β-catenin与TCF的结合，此区域的缺
失会使β-catenin对下游基因的激活作用完全丧失。
C端区域为转录激活区域，可以结合一系列通用转录辅因 子如染色质重塑因子，组蛋白乙酰转移酶，促进转录的起 始和延伸。
Wnt下游基因的反馈调控
Wnt信号通路的生物学效应最终是通过控制 其目标基因的表达实现的。 Wnt信号在不同的组织和发育阶段引起的效 应各不相同，但大部分Wnt信号通路的调控 因子的表达都受Wnt通路自身所调控。
thanks
Wnt基因及其蛋白
Wnt蛋白
修饰主要有两种:糖基化和棕榈酰化
属于一类高度不溶的蛋白，这主要是因为
其脂质化修饰。
Wnt三条信号通路
经典Wnt通路(Wnt/β-catenin通路) Wnt/PCP通路( planar cell polarity pathway)
Wnt/钙离子(Wnt/Ca2+)通路
ProteinkinaseC), 从而引起细胞内Ca2+浓度增加
和Ca2+敏感信号成分的激活, 以调节细胞运动和
细胞粘着性。
该通路能拮抗经典的Wnt通路
经典Wnt通路及其调控
经典Wnt通路,该通路激活后导致细胞质内 β-catenin的稳定和积累, 然后β-catenin进入 细胞核内激活靶基因表达； WNT信号通路由以下部分组成：细胞外的 WNT配体蛋白、细胞膜上的受体、细胞浆 内的信号传导部分和核内的转录调控部分 。
Wnt/PCP通路
Wnt/PCP通路主要通过激活Dsh下游区、Rac、
小GTP酶、Rho和Cde42等, 从而激活c-junN端激
酶JNK来发挥作用。
参与细胞极性的建立和细胞骨架重排, 调节细胞骨
架的不对称分布和上皮细胞的协同极化；
Wnt/钙离子(Wnt/Ca2+)通路
Wnt/钙离子主要由wnt5a和wnt11激活, 可能通过 G蛋白激活PLC( PhospholipaseC)和PKC(
胞浆内的调控
没有wnt信号分子存在时βcatenin被APC复合体中的 CK1和GSK3β磷酸化后进
入蛋白酶体降解途径
胞浆内的调控
Wnt/Wg信号存在时， Axin/GSK-3/APC复合 体解聚，细胞浆内的β-
catenin/Armadillo得以
稳定并不断积累，进入 细胞核与TCF结合，启 动下游基因转录。
Wnt信号通路的调控机理
contents
Wnt基因及其蛋白 Wnt三条信号通路 Wnt/PCP通路 Wnt/钙离子通路
经典Wnt通路及其调控
Wnt基因及其蛋白
Wnt蛋白 属于分泌型糖蛋白, 它们通过旁分泌或自分 泌作用与位于细胞膜上的受体相结合, 激活 胞内的各级信号传导分子, 调节靶基因的表 达。 通过结合到细胞膜上的受体引发下游一系 列信号转导，其自身存在一个产生-修饰-分 泌-转运的过程。
经典Wnt通路调控机理
胞浆内的调控 核内的调控 Wnt下游基因的反馈调控
胞浆内的调控
经典的Wnt信号通路中，对β-catenin浓度的调控 处于中心地位。βcatenin的浓度受Axin/GSK3/APC复合体控制
Axin/GSK-3/APC复合体：Axin蛋白结合GSK3、 CK1、β-catenin形成
核内的调控
在没有β-catenin的状态下，TCF与Croucho、CtBp、 Coop等抑制性因子结合，招募HDAC，下游基因的转录 被抑制
核内的调控
β-catenin可以替换Groucho和Coop与TCF结合，激活下 游基因转录，其N端通过Bc19-Pygo与MEG12、MED13 、TAF4、H3K3me2结合，C端与多种转录辅助因子结合 ，如乙酰转移酶CBP，甲基转移酶MLL，染色质重塑因子 BRG1，转录起始和延伸辅助因子MED12、PAF1等
胞浆内的调控
当无Wnt/Wg配体存在时，胞质中的Axin复合体处于稳定 状态。
蛋白磷酸酶PP1和PP2A与Axin、APC结合，分别对Axin、
β-catenin去磷酸化，抑制复合物的形成和β-catenin的降解。 APC可以抑制PP2A对β-catenin的去磷酸化作用，同时促 进β-catenin与Axin的结合。
胞浆内的调控
Wnt受体由Fz和LRP5/6组成。 Wnt蛋白与受体的结合引起LRP5/6的磷酸化和Fz-LRP5/6 复合体的形成。Dsh可以与Fz结合，LRP5/6含有5个连续 的PPPSPXS区域， Axin可以与磷酸化的PPPSPXS结合，同时Axin结合 GSK3、CK1,引起GSK3、CK1对其余PPPSPXS区域的磷 酸化，PPPSPXS的磷酸化又进一步促进Axin的结合。 Dsh和Axin都含有一个DIX结构域，二者可以通过这一区 域形成Dsh-Dsh或Dsh-Axin多聚体，促进Wnt-Fz-LRP5/6 复合物的形成。 Axin蛋白与LRP5/6的结合导致了Axin复合物的解体，从 而促进β-catenin的稳定性