Wnt růstové faktory signál, a to buď prostřednictvím kanonické Wnt (Wg)-Frizzled (Fz)/β-catenin-závislé dráhy, nebo prostřednictvím non-kanonické Wnt dráhy, jako je například Wnt/Fz-planární buněčná polarita (PCP) cestou. Tyto 2 cesty jsou evolučně vysoce konzervované od bezobratlých po člověka. Kanonická signalizace Wnt / β-Katenin je nezbytná pro mnoho aspektů vývoje. U obratlovců řídí specifikaci embryonální dorzálně-ventrální osy (D-V), proliferaci buněk, udržování kmenových buněk a vaskularizaci. Aberantní kanonická signalizace Wnt způsobuje škodlivé vývojové vady a různé druhy rakoviny.1,2 přesná regulace kanonických signalizačních složek Wnt / β-Katenin je tedy zásadní pro vývoj a tkáňovou homeostázu.
Během (kanonické) Wnt signalizace, Wnt (Wingless, Wg v Drosophila) signály na Frizzled (Fz) receptor a co-receptory LRP5/6 (Šipka v Drosophila), což vede k inhibici degradační komplex složený z lešení bílkovin Axin, tumor supresorového adenomatous polyposis coli gene produktu (APC), a GSK3ß, a tak umožňuje, aby se β-catenin vstoupit do jádra a aktivuje transkripci. Po aktivaci dráhy Wnt je DSH (Dvl u obratlovců), lešenářský protein za Fz, přechodně rekrutován do membrány a stává se hyperfosforylován. S využitím Dsh fosforylace jako Wnt signalizace odečet, jsme identifikovali Drosophila Wnk (bez Lysin ) kinázy homolog, jako pozitivní regulátor Wnt signalizace.
Wnk kinázy jsou známé pro svou roli v regulaci hlavních sodíku (NOZ, Na–Cl-kotransportéru; SLC12A) a draslíku (ROMK, ledvin vnější medullary K+ kanálu) transportéry v distálním nefronu ledvin. Mutace v WNK1 a WNK4 způsobit Gordon syndrom (.k.a., familiární hyperkalemic hypertenze , nebo pseudohypoaldosteronism typ II), vyznačující se tím, acidóza, hyperkalémie, hypertenze.3 nedávno byl WNK1 spojen s dědičnou senzorickou a autonomní neuropatií typu II (HSANII; ref. 4). Vývojové funkce Wnks se však objevují pouze.
nedávno jsme ukázali, že Wnk je vyžadován pro maximální úrovně signalizace Wnt během vývoje křídla v Drosophile.5 deplece Wnk RNAi nebo v homozygotní mutantní tkáni vedla ke kanonickým fenotypům podobným signalizaci Wnt, jako jsou defekty křídla a okraje štětin. Konzistentně, také jsme zjistili, že exprese vysoce prahového, přímý cíl Wnt nesmyslný byl snížen nebo ztracen v tkáni postrádající wnk. Kromě toho redukce aktivity wnk potlačuje buněčnou smrt vyvolanou nadměrnou aktivací signalizace Wnt (tj. Podobně jsou extra křídlové štětiny vyvolané nadměrnou aktivací kanonické signalizace Wnt v křídle (nadměrnou expresí dFz2) potlačeny snížením aktivity wnk. Naopak současná nadměrná exprese dFz2 a Wnk vedla k významnému zvýšení počtu mimoděložních okrajových štětin.
byli jsme schopni identifikovat podobnou funkci Wnks v kultivovaných lidských buňkách. siRNA-zprostředkované vyřazující WNK1 nebo WNK2 výrazně sníženou aktivitu TOPFlash Wnt-signalizace reportér, stejně jako hladiny stabilizované β-catenin v HEK293T buňkách. Na druhé straně transfekce WNK2 stimulovala wnt3a aktivaci TOPFlash způsobem závislým na dávce a kinázové aktivitě. Společně s Drosophila in vivo a epistáze experimenty, tyto nálezy naznačují, že WNKs hrát zachovány pozitivní roli v regulaci kanonické Wnt/β-catenin signalizace.
Jak Wnk ovlivňuje signalizaci Wnt? Naše data epistázy naznačují, že Wnk působí po proudu WG ligandu, ale proti proudu nebo na úrovni Dsh. U savců, Wnks jsou známo, že fosforylují iontové kanály přímo, nebo prostřednictvím mezilehlé kináz SPAK a OSR1 (STE20/SPS1-související prolin-alanin bohaté a oxidační stres citlivý protein typu 1 kinázy) s cílem regulovat iontové homeostázy. My a další jsme skutečně ukázali, že konstitutivně aktivní Drosophila Wnk je schopna fosforylovat Fray, Drosophila OSR1/spak homolog, in vitro.5,6 Poražený z boje, v pořadí, také za následek snížení Sens projevu a ztráta křídla rozpětí štětiny in vivo, což naznačuje, že Wnk může vykonávat svou regulační funkci prostřednictvím Boje (Obr. 1). Tento efekt Boje na kanonické signalizace se zdá být zachovány v člověka jako siRNA-zprostředkované vyřazující SPAK a OSR1 také snížena Wnt reportér aktivitu v buněčné kultuře.5
Publikoval on-line:
15. listopadu 2013
Obrázek 1. Modely WNK regulující kanonickou signalizaci Wnt. Wnk, přes Fray / OSR1 / SPAK, může buď vést k fosforylaci signalizačních komponent Wnt, jako je Fz, Lrp nebo Dsh, nebo změnit jejich lokalizaci/transport. Alternativně by účinek Wnk na signalizaci Wnt mohl být meditován regulací iontových kanálů, jako je NKCC nebo KCC. Podrobnosti viz text.
Obrázek 1. Modely WNK regulující kanonickou signalizaci Wnt. Wnk, přes Fray / OSR1 / SPAK, může buď vést k fosforylaci signalizačních komponent Wnt, jako je Fz, Lrp nebo Dsh, nebo změnit jejich lokalizaci/transport. Alternativně by účinek Wnk na signalizaci Wnt mohl být meditován regulací iontových kanálů, jako je NKCC nebo KCC. Podrobnosti viz text.
zda Fray / OSR1 / SPAK může přímo fosforylovat složky dráhy Wnt nebo zda k regulaci dochází prostřednictvím změn v transportu iontů, je třeba určit (obr. 1). Ačkoli kanály NKCC a KCC fungují nábojově neutrálně, ukázalo se, že protonová čerpadla ovlivňují signalizaci Wnt. Alternativně se ukázalo, že WNK mění lokalizaci některých svých cílů. Například bylo hlášeno, že přenos NCC na plazmatickou membránu je ovlivněn, když ji WNK4 odvádí na lysozomální degradaci.7 ačkoli tento proces nezahrnuje SPAK a OSR1, nemůžeme vyloučit, že OSR1 / SPAK/Fray by mohl ovlivnit stabilitu nebo lokalizaci signalizačních komponent Wnt.
nedávno bylo také prokázáno, že WNK regulují transkripci cílových genů. V obou létat a myš neurální vývoj, Wnks, spolu s OSR1, regulují expresi LIM-Homeobox transkripční faktor Arrowhead/Lhx86 (Obr. 1), zatímco během vývoje laterální linie zebrafish, Wnk1b potlačuje transportér kcc2.8 společně tato zjištění vyvolávají zajímavé otázky týkající se role kináz Wnk během vývoje a budoucí práce budou muset objasnit přesný mechanismus, kterým Wnk moduluje signalizaci Wnt a případně další cesty.