Wnt信号通路及其与疾病的关系

１４生物技术通报ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｕｌｌｅｔｉｎ２００９年第１１期
葵、线虫和果蝇直到人类都存在的最基本的一条保守的信号通路途径。

Ｗｎｔ信号通路是一条繁杂的信号网络，目前的研究认为至少有３个分支：经典Ｗｎｔ通路（ｃａｎｏｎｉｃａｌＷｎｔｐａｔｈｗａｙ），又叫Ｗｎｔ／［３一ｃａｔｅｎｉｎ通路，该通路激活后导致细胞质内Ｂ．ｃａｔｅｎｉｎ的稳定和积累，然后Ｂ．ｃａｔｅｎｉｎ进入细胞核内激活靶基因表达旧ｏ；Ｗｎｔ／ＰＣＰ通路（ｐｌａｎａｒｃｅｌｌｐｏｌａｒｉｔｙｐａｔｈｗａｙ）主要通过激活Ｄｓｈ下游区、Ｒａｃ、小ＧＴＰ酶、Ｒｈｏ和Ｃｄｅ４２等，从
Ｗｎｔ／ｐ－ｃａｔｅｎｉｎ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／ｃａ“）通路主要由ｗｎｔ５ａ和ｗｎｔｌｌ激活，可能通过Ｇ蛋白激活ＰＬＣ（ＰｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅＣ）和ＰＫＣ（ＰｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅＣ），从而引起细胞内Ｃａ“浓度增加和Ｃａ“敏感信号成分的激活，以调节细胞运动和细胞粘着性Ｈ１，该通路能拮抗经典的Ｗｎｔ通路（图１）。

Ｗ蚋ＣＰ喇削Ｃ矿
１鼬ｎｔ｜ｌＮＫ
圈１三条已知的Ｗｎｔ信号通路
目前看来，尽管这３条支路在胞内信号转导失活的方式不同，但是最初的步骤均是Ｗｎｔ配体和Ｆｚｄ受体的结合，各种Ｗｎｔ配体和受体对不同分支有一定的特异性，但是，同一个配体在不同细胞里又可以激活不同的信号通路分支，这种特异性的控制机理目前还很不清楚。

Ｗｎｔ基因的开放读码框架显示其编码的Ｗｎｔ蛋白是分泌性糖蛋白，在进化过程中高度保守。

长度大约为３５０～４００个氨基酸，起始为疏水信号序列。

其后连接一个信号肽酶识别位点，不含跨膜结构域，带有一段由２３—２４个半胱氨酸的几乎恒定的信号区。

Ｗｎｔ蛋白分泌后可通过此区，与细胞表面特异性受体卷曲蛋白（ｆｒｉｚｚｌｅｄ，Ｆｚ）受体和辅助受体低密度脂蛋白受体相关蛋白（１０Ｗｄｅｎｓｉｔｙｌｉｐｏ－ｐｒｏｔｅｉｎｒｅｃｅｐｔｏｒｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎＳ／６，ＬＲＰＳ／６）家族结合，启动Ｗｎｔ途径。

Ｆｒｉｚｚｌｅｄ家族多是完整的膜蛋白，为７次跨膜蛋白，结构类似于Ｇ蛋白偶联型受体，其胞外Ｎ一末端具有富含半胱氨酸的结构域（ｃｙｓｔｅｉｎｅｒｉｃｈｄｏｍａｉｎ，ＣＲＤ）一１，能与Ｗｎｔ特异结合。

而低密度脂蛋白受体相关蛋白ＬＲＰＳ／６是一类具有单次跨膜结构的受体蛋白。

Ｆｒｉｚｚｌｅｄ和ＬＲＰＳ／６对于Ｗｎｔ信号的跨膜传导都是必需的，其胞外部分可以与Ｗｎｔ蛋白结合形成三聚或多聚的配体一受体复合物。

２Ｗｎｔ信号通路在疾病产生及器官发育中的调控作用
２．１Ｗｎｔ信号通路在肝纤维化中的调控作用肝纤维化（ｈｅｐａｔｉｃｆｉｒｂｒｏｓｉｓ）是肝脏对各种慢性肝损伤的代偿反应所形成的一中肝脏疤痕组织，并导致细胞外基质（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｍａｔｒｉｘ，ＥＣＭ）、细胞群和细
胞因子的复杂改变¨０。

其中肝星状细胞（ＨＳＣ）的激
Wnt信号通路及其与疾病的关系
作者：韩萍萍， 郑若男， Han Pingping， Zheng Ruonan
作者单位：福建师范大学生命科学学院发育实验室,福州,350108
刊名：
生物技术通报
英文刊名：BIOTECHNOLOGY BULLETIN
年，卷(期)：2009，""(11)
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1.期刊论文王雪梅.崔东红.肖泽萍.WANG Xue-mei.CUI Dong-hong.XIAO Ze-ping经典Wnt信号通路与精神分裂症-上海交通大学学报（医学版）2010,30(2)
精神分裂症是一种重性精神病性障碍,病因和机制尚未明确,但目前普遍认为是由多个微效基因协同并与环境因素共同作用导致的疾病.由多基因组成的信号通路及通路间的相互作用在精神分裂症发病中可能起重要作用.与中枢神经系统发育和功能维持密切相关的经典Wnt信号通路近年来受到较多关注.许多针对Wnt信号通路与精神分裂症的关联研究均表明,精神分裂症患者细胞内Wnt信号通路异常.文章就目前针对经典Wnt信号通路在精神分裂症发病中潜在作用的相关研究作一综述.
2.学位论文陈丽君Wnt信号通路参与心梗后心肌组织愈合过程的调控2005
为了了解Wnt信号通路对急性心肌后梗死区愈合过程的可能调控机制，本研究从整体动物及细胞两个水平深入探讨了该信号通路与心肌梗死愈合的关系。

本文研究在建立大鼠急性心肌梗死模型基础上，用免疫组化和原位杂交方法检测大鼠急性心梗后心肌组织Wnt信号转导通路中两个关键的信号分子β-连环蛋白(β-catenin)和Dishevelled-1(Dvl-1)的表达变化，为Wnt通路在心梗愈合过程中的调控作用寻找直接证据。

为了进一步阐明Wnt信号通路调控成纤维细胞以及血管内皮细胞在该病理生理过程中所表现的细胞生物学行为的分子机制，以大鼠成纤维细胞系Rat-1为材料，通过构建Wnt-1组成员Wnt-3a的真核表达载体并进行稳定转染，构建了Wnt信号通路持续激活的细胞模型，并在体外成功模拟了纤维母细胞中Wnt信号通路持续激活的状态，为研究该信号通路对细胞行为的调控作用提供了良好的体外模型。

在Wnt信号通路持续激活细胞模型成功构建的基础上，本研究初步探讨了Wnt信号通路对成纤维细胞的细胞生物学行为的调控作用并用RT-PCR方法对相关基因的表达变化进行了检测。

为初步阐明Wnt经典信号通路对血管新生的调控及其分子基础，本研究还利用含Wnt-3a分泌性蛋白的大鼠成纤维细胞系Rat-1的上清液作为条件培养液，以体外培养人脐静脉内皮细胞系ECV304，在体外血管新生检测体系(Invitroangiogenesisassaykit)中研究Wnt信号通路激活对ECV304血管生成能力的影响；并用RT-PCR方法对VEGF基因的表达变化进行检测。

最后，本研究在体内和体外两个水平上证实了Wnt经典信号通路对急性心梗后心肌梗死区愈合过程及相关细胞的调控，为将来可能的临床干预提供了新的思路。

3.期刊论文陈伙辉.汪森明.陈燕武.陈广幸.吴凤坚.张健结肠癌患者Wnt信号通路的变化和作用-中国实用医药2009,4(7)
目的 探讨结肠癌患者Wnt信号通路的变化情况及其作用意义. 方法利用Human Genome U133 Plus 2.0基因芯片对结肠正常黏膜组织和癌组织基因表
达谱进行检测,分析Wnt信号通路基因表达变化情况. 结果 Wnt信号通路中FRP、Frizzled、CK2、p53、PP2A、CKIα、JNK、CaMKII、CaN、c-jun、cyc-
D等关键基因均呈下调,调控着细胞周期、基因转录等.结论 Wnt信号通路可能是调控结肠癌演变过程的重要信号通路之一.
4.学位论文张辉Wnt信号通路对成体小鼠脊髓神经干细胞增殖分化影响的实验研究2006
目的
探讨Wnt信号通路对成体小鼠脊髓神经干细胞增殖分化的影响。

方法
①成体小鼠脊髓神经干细胞的分离培养及多向分化能力的鉴定：采用无血清培养基(DMEM／F12+EGF+B27)及单细胞克隆技术，从成年小鼠脊髓中分离培养获得具备单细胞克隆能力的细胞，经免疫荧光染色鉴定神经干细胞特异性抗原--Nestin的表达。

经诱导分化7天后，免疫荧光染色鉴定神经元标志物一微管相关蛋白-2(MAP-2)与星型胶质细胞标志物一胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达。

②pSecTag2／HygroB-Wnt3a真核表达载体的构建及鉴定：Trizol试剂提取孕13．5天小鼠胚脑总RNA，利用RT-PCR方法扩增小鼠胚脑Wnt-3a包含CDS的cDNA，回收纯化PCR产物，构建pMDl8-TVector-Wnt3a克隆质粒，转化入感受态大肠杆菌JMl09，经PCR初筛，阳性克隆MIuI和HindlII双酶切并送测序。

以测序鉴定正确的克隆质粒为模板进行PCR扩增，回收纯化PCR产物，回收产物与空白质粒pSecTag2／HygroB同时行XhoI和HindlII双酶切，回收酶切产物，T4DNA连接酶作用后，转化入感受态大肠杆菌JMl09，LB琼脂平板培养过夜。

经PCR初筛，阳性克隆行XhoI和HindlII双酶切并送上海生工生物技术公司测序，测序结果使用Blast软件与GeneBank数据库进行同源性分析。

③Wnt信号通路对成体小鼠脊髓神经干细胞增殖分化的影响：取纯化的重组质粒pSecTag2／HygroB-Wnt-3a，在脂质体试剂LipofectamineTM2000的作用下转染成体小鼠脊髓神经干细胞，Westernblot鉴定重组Wnt-3a蛋白在成体小鼠脊髓神经干细胞中获得表达。

Westernblot鉴定p．catenin表达的改变，以证实Wnt信号通路被激活。

对转染后携带Wnt-3a基因成体小鼠脊髓神经干细胞诱导分化后，免疫荧光染色鉴定神经元的标志物-MAP-2，同时使用Hoechst33258复染细胞核。

计数Hoechst33258染色阳性细胞数及MAP-2／Hoechst33258双阳性细胞(神经元)数目，计算分化比例：双阳性细胞数(神经元)／Hoechst33258染色阳性细胞的数目。

随机计数5个镜下视野，取平均值获得实验结果。

结果
①从成年小鼠脊髓中分离培养获得具备连续克隆能力的细胞，该细胞表达神经干细胞特异性抗原-Nestin，经诱导可以分化成为神经元及星型胶质细胞。

②克隆小鼠Wnt-3a基因获得成功，测序报告Wm-3a基因为1058bp，Blast分析显示与GeneBank收录的序列一致。

重组真核表达载体经XhoI和HindlII双酶切、测序及Blast分析鉴定重组质粒构建成功，重组真核表达载体命名为pSecTag2／HygroB-Wnt3a。

③与对照组相比，Wnt-3a信号蛋白能够明显提高神经元的分化比例(P<0．05)。

结论
重组Wnt-3a信号蛋白在成体小鼠脊髓神经干细胞中获得表达，激活Wnt信号通路，明显提高神经元的分化比例。

5.期刊论文彭春伟.燕敏.于颖彦.李建芳.计骏.蔡劬.刘炳亚.朱正纲.Chun-Wei Peng.Min Yan.Ying-Yan Yu.Jian-Fang Li.Jun Ji.Qu Cai.Bing-Ya Liu.Zheng-Gang Zhu Wnt信号通路靶基因GS mRNA及蛋白在胃癌中的表达-世界
华人消化杂志2009,17(17)
目的: 探讨Wnt信号通路的靶基因GS mRNA及蛋白在胃癌中的表达及其临床意义.方法: 荧光实时定量PCR(FQ-PCR)检测52例胃癌组织及癌旁正常组织GS mRNA表达;免疫组织化学技术(SP法)检测97例胃癌组织、30例癌旁正常组织及10例肠化生组织中GS蛋白表达水平差异.结果: 癌组织和癌旁正常组织GS mRNA表达有显著差异(25.508±5.090 vs 13.001±2.040,P<0.05). 癌组织GS蛋白表达与组织学类型、Lauren分型及淋巴结转移密切相关(χ2=
26.994,54.929,5.173,均P<0.05),与肿瘤大小、TNM分期、远处转移及患者的性别和年龄等无明显相关.结论: GS mRNA和蛋白高表达同胃癌生物学行为密切相关,可能与胃癌的发生、发展及预后有关.
6.期刊论文黄莺.马依彤.杨毅宁.刘芬.陈邦党.李晓梅老龄小鼠心肌梗死后wnt信号通路表达的变化及与心脏破裂
的关系-中华心血管病杂志2009,37(9)
目的 研究老龄鼠心肌梗死后wnt信号通路的变化,探讨老龄小鼠冠状动脉结扎后心脏破裂率高和左室重构重的可能机制.方法 选择3个月(低龄)和
18个月(老龄)雄性C57/BL小鼠各116只,其中每组70只结扎左冠状动脉建立急性心肌梗死(AMI)模型,10只为假手术组,7 d时进行心脏超声及血液动力学检测,比较心脏破裂率和左室重构程度;36只按AMI后时间分AMI后3、7、14 d三组(每组12只),用Western blot法检测左室心肌和梗死区dvl-1,β-联蛋白(β-catenin)和缝隙连接膜通道蛋白43(connexin 43)的表达.结果 老龄组小鼠AMI后1周心脏破裂的发生率明显高于低龄组(36.7%比16.7%,P<0.05).老龄组心室腔扩大和收缩功能障碍更为明显,AMI后左心室dvl-1和β-catenin表达高于假手术组(P<0.05),AMI 3 d时梗死区dvl-1及β-catenin表达明显低于低龄鼠(P<0.05),AMI后connexin 43表达明显低于假手术组(P<0.05).老龄组梗死区connexin 43表达在AMI 3及14 d时低于低龄组(P<0.05),7 d时高于低龄组(P<0.05).结论 老龄小鼠AMI后心脏wnt信号通路未能被及时激活,这可能是导致老龄鼠心脏破裂率更高和左室重构更重的机制之一.
7.期刊论文谭效忠.黄舒扬.杜德强.孟小倩.Tan Xiaozhong.Huang Shuyang.Du Deqiang.Meng Xiaoqian Wnt信号
通路与干细胞定向分化-山东师范大学学报（自然科学版）2008,23(1)
Wnt信号通路在胚胎发育过程中参与背腹轴的形成、细胞极性的建立以及决定细胞命运.利用干细胞定向分化模型可在体外培养条件下探索Wnt信号通路在哺乳动物早期胚胎发育过程中的分子机理,了解其信号网络对干细胞定向分化中各个事件的调控机制.本文通过综合近期Wnt信号通路的研究,阐述经典Wnt信号通路(Canonical Wnt signaling pathway)在干细胞定向分化中的作用.
8.学位论文环奕WNT信号通路为靶点的高通量药物筛选细胞模型的建立2006
WNT信号通路的名称来源于鼠乳腺瘤基因INT-1和果蝇的同源基因WINGLESS,将两个基因组合称为WNT。

WNT信号通路在肿瘤发生中有重要意义，它调节细胞生长，迁移和分化.由于它在众多人类肿瘤发生中广泛活化，近年来这条通路在肿瘤研究发面受到很多关注。

本实验的目的是建立绿色荧光蛋白(E-GFP)标记的以WNT信号通路为靶点的高通量药物筛选细胞模型，用于筛选治疗与WNT信号通路相关的肿瘤以及某些疾病的新型药物。

WNT信号通路有三条主要的分支，其中的WNT-β-CATENIN-LEF/TCF支路，即被称为经典通路的WNT信号传导途径，调节基因转录，与肿瘤发生关系最为密切[1]。

该通路的激活依赖于对细胞内一系列酶和蛋白(例如大肠腺瘤息肉蛋白(APC)、AXIN、酪蛋白激酶(caseinkinase，CK)1a，1e、糖原合成激酶(GSK-3β))所形成的多蛋白复合物的抑制[2，3]，锂可以通过抑制糖原合成激酶(GSK-3β)，而抑制该蛋白复合物偶联的泛素化降解机制，最终降低细胞内β-CATENIN的降解水平，增加β-CATENIN入核，在与多种转录因子的作用下调节靶基因的转录[4]。

本实验用锂作为该信号通路的激活剂，应用于信号通路的细胞模型建立。

根据已发表的文献，选择能够高效与LEF/TCF转录因子结合并刺激WNT靶基因表达的DNA应答元件Topflash序列[5]，加入相应酶切位点修饰后进行人工合成，用分子生物学的方法，构建含有多个串连WNT靶基因应答元件(Topflash)及报告基因E-GFP的重组载体。

用大肠杆菌进行质粒扩增和大量提取后，将体外培养的细胞株293E用该重组载体进行稳定转染，用选择性药物进行筛选后，用有限稀释法选取单克隆细胞，在细胞由单克隆分裂至一定程度后，将获得的单克隆细胞株进行单一性、敏感性的筛查，最终挑选出敏感、高效、稳定表达的单克隆细胞，冻存及扩增后，用于筛选针对WNT信号通路的小分子有机药物。

通过一系列实验，利用本论文中所述的方法，最终建立了高效的药物筛选细胞模型，此模型具有筛选方法简便，适用范围广，灵敏度高，结果稳定等优点，并且可用于大规模高通量的药物筛选。

通过理论论证，本模型不但适用于小分子化合物及基因工程药物的筛选，也适用于成分复杂的中药的筛选，及其中有效成分的测定。

9.期刊论文才礼扬.赵斌.王栓科Wnt信号通路与脊髓损伤-国际骨科学杂志2010,31(2)
利用Wnt信号转导通路治疗脊髓损伤是当今前沿研究课题.Wnt信号通路中Wnt-3a、Wnt-5a等通过调控神经干细胞增殖与分化,促进神经元生成,为脊髓
10.期刊论文罗肖.李惠侠.杨公社.LUO Xiao.LI Hui-Xia.YANG Gong-She Wnt信号通路与前体脂肪细胞-中国生物
化学与分子生物学报2007,23(10)
Wnt蛋白是一类分泌型蛋白生长因子,通过自分泌和旁分泌作用调节多种细胞的发生和发育.新近研究表明,Wnt信号通路在前体脂肪细胞的增殖分化中发挥着重要作用.Wnt蛋白的配基通过与细胞膜上的特异性受体Frizzled1/2/5及辅助受体LRP5/6结合,激活经典或非经典的Wnt信号通路,影响下游靶基因产物的磷酸化作用,进而抑制C/EBPα、PPARγ等脂肪细胞关键转录因子,使细胞保持未分化状态,从而抑制脂肪的形成.本文就Wnt信号通路的研究史和主要分支、作用方式及其抑制脂肪细胞的机制方面进行了综述,并对今后的研究方向和应用作了展望.
本文链接：/Periodical_swjstb200911003.aspx
下载时间：2010年6月17日。