生物谷報(bào)道:Wnt/wg信號(hào)途徑?jīng)Q定細(xì)胞命運(yùn),,調(diào)節(jié)組織自我平衡和癌癥的發(fā)生,,因此近幾年信號(hào)分子Wingless和它的脊椎動(dòng)物同源物Wnt的作用機(jī)理研究已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)熱點(diǎn),。
來自辛辛那提大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物學(xué)系,,辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心(Cincinnati Children’s Hospital Medical Center,,生物谷注),,德拉維爾大學(xué)(University of Delaware)的研究人員發(fā)現(xiàn)Wnt這種重要的信號(hào)蛋白依賴于一種復(fù)合物和循環(huán)系統(tǒng),,以確保被正確釋放到組織建設(shè)(tissue-building,,生物谷注)細(xì)胞位置。這一重要的發(fā)現(xiàn)也許提出了癌癥,,心臟疾病或Wnt蛋白相關(guān)的出生缺陷疾病等背后的一種新機(jī)制,。這一研究成果將公布在2008年1月15日Developmental Cell雜志上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是辛辛那提大學(xué)的林鑫華教授,其早年畢業(yè)于杭州大學(xué)生物系,,在哈佛大學(xué)做博士后時(shí)林鑫華教授開始展露才華,,在《自然》雜志上發(fā)表了重要論文,在辛辛那提當(dāng)教授的幾年時(shí)間里,,林鑫華領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室研究更加出色,,近期又在《細(xì)胞》雜志上發(fā)表了重要論文。
Wnt是一類分泌型糖蛋白,,通過自分泌或旁分泌發(fā)揮作用,。Wnt信號(hào)途徑能引起胞內(nèi)β-連鎖蛋白(β-catenin)積累,β-catenin(在果蠅中叫做犰狳蛋白Armadillo)是一種多功能的蛋白質(zhì),,在細(xì)胞連接處它與鈣粘素相互作用,,參與形成粘合帶,而游離的β-catenin可進(jìn)入細(xì)胞核,,調(diào)節(jié)基因表達(dá),。Wnt信號(hào)在動(dòng)物發(fā)育中起重要作用,其異常表達(dá)或激活能引起腫瘤,。Wnt信號(hào)途徑可概括為:Wnt→Frz→Dsh→β-catenin的降解復(fù)合體解散→β-catenin積累,,進(jìn)入細(xì)胞核→TCF/LEF→基因轉(zhuǎn)錄(如c-myc、cyclinD1),。
在這一篇文章中,,研究人員發(fā)現(xiàn)Wnt蛋白家族傳送需要一種復(fù)合物:Retromer Complex,當(dāng)細(xì)胞中這種循環(huán)體系被打破的時(shí)候,,Wnt信號(hào)蛋白就不能傳送,,一種稱為Wntless(Wls)的運(yùn)送受體功能受阻,并逐漸降解,。
林教授表示,,“我們都知道在許多生物過程中,比如疾病發(fā)生過程,,Wnt蛋白都扮演了重要的角色,,但是有關(guān)這個(gè)蛋白的分泌及傳送過程是如何被調(diào)控的至今了解的很少”,“在這項(xiàng)研究中,,我們主要的發(fā)現(xiàn)即證明了Retromer Complex對(duì)于Wnt穩(wěn)定分泌額重要性,,這為某些疾病如何發(fā)生的提出了新觀點(diǎn)。”
利用一系列在果蠅,、小鼠和人類遺傳工程細(xì)胞上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),,林教授和他的同事突變了轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(trafficking protein,生物谷注)Vps35,,導(dǎo)致其在Retromer Complex上的關(guān)鍵組裝作用喪失,,從而觀察在Trans-Golgi網(wǎng)絡(luò)和靶標(biāo)細(xì)胞位置之間的Wnt蛋白的傳送循環(huán),。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn),在這三種細(xì)胞系中,,Retromer Complex功能受損導(dǎo)致Wnt蛋白堆積在了Trans-Golgi網(wǎng)絡(luò)中,,Wls運(yùn)送受體被降解,不能重新回到循環(huán)中,,執(zhí)行傳送Wnt蛋白的工作,。
“雖然我們認(rèn)為Wls蛋白是Wnt信號(hào)蛋白的一種運(yùn)送受體,但是我們?nèi)匀恍枰嗟膶?shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解這一過程,,比如Wls如何從Trans-Golgi中傳送Wnt”,,林教授說。
總的來說,,在這項(xiàng)研究中,,研究人員提出了Wnt最初進(jìn)入Trans-Golgi網(wǎng)絡(luò)的傳送循環(huán)模式,其中Wls運(yùn)送受體起到了傳送Wnt到靶標(biāo)細(xì)胞表面的作用,。一旦Wls開始運(yùn)送Wnt蛋白,,就會(huì)發(fā)生以下事件中的一項(xiàng):當(dāng)Retromer Complex功能正常的時(shí)候,Wls就能回到Trans-Golgi網(wǎng)絡(luò),;一旦Retromer Complex功能失常的時(shí)候,,Wls就會(huì)被細(xì)胞中的溶酶體降解。