A Wnt növekedési faktorok vagy a kanonikus Wnt (Wg)-fodros (Fz)/CA-katenin-függő útvonalon, vagy nem kanonikus Wnt-utakon, például a WNT/Fz-sík celluláris polaritás (PCP) útvonalon keresztül jeleznek. Ez a 2 út evolúciósan erősen konzervált a gerinctelenektől az emberekig. A Canonical Wnt / ons-catenin jelzés a fejlődés számos aspektusa szempontjából elengedhetetlen. Gerinces állatokban az embrionális dorsalis–ventrális (D–V) tengely specifikációját, a sejtproliferációt, az őssejtek fenntartását és az érrendszer kialakulását szabályozza. Az aberráns kanonikus Wnt jelátvitel káros fejlődési rendellenességeket és különféle rákos megbetegedéseket okoz.1,2 ezért a kanonikus Wnt/ons-catenin jelátviteli komponensek pontos szabályozása kulcsfontosságú a fejlődéshez és a szövetek homeosztázisához.
a (kanonikus) Wnt jelátvitel során egy Wnt (Wingless, WG in Drosophila) jelet küld egy fodros (Fz) receptornak és az lrp5/6 (Arrow in Drosophila) társreceptoroknak, ami az Axin állványfehérjéből, a tumorszuppresszor adenomatózus polyposis coli géntermékből (APC) és a Gsk3-ból álló degradációs komplex gátlásához vezet, és így lehetővé teszi a Caetlin számára, hogy belépjen a magba és aktiválja a transzkripciót. A Wnt útvonal aktiválásakor a DSH (Dvl gerinces állatokban), egy állványfehérje az Fz-től lefelé, átmenetileg toboroz a membránba, és hiperfoszforilálódik. A Dsh foszforilezést Wnt jelátvitelként használva azonosítottuk a Drosophila Wnk (lizin nélkül ) kináz homológ, mint a Wnt jelátvitel pozitív szabályozója.
a Wnk kinázok ismertek a fő nátrium (NCC, Na–Cl kotransporter; SLC12A) és kálium (ROMK, vese külső medulláris K+ csatorna) transzporterek szabályozásában betöltött szerepükről a vese disztális nephronjában. A wnk1 és a WNK4 mutációi Gordon-szindrómát (más néven familiáris hiperkalémiás hipertóniát vagy II.típusú pszeudohypoaldoszteronizmust) okoznak, amelyet acidózis , hiperkalémia és magas vérnyomás jellemez.3 újabban a WNK1 az örökletes szenzoros és autonóm neuropathiával (HSANII; ref. 4). A Wnk-k fejlődési funkciói azonban csak kialakulóban vannak.
nemrégiben megmutattuk, hogy a Wnk szükséges a Wnt jelátvitel csúcsszintjéhez a Drosophila szárnyfejlődése során.5 A Wnk RNSi vagy homozigóta mutáns szövetek általi kimerülése kanonikus Wnt jelátviteli jellegű fenotípusokhoz vezetett, mint például a szárnyszélesség és a margó sörtehibák. Konzisztensen megállapítottuk azt is, hogy a magas küszöbű, közvetlen Wnt cél értelmetlen expressziója csökkent vagy elveszett a wnk-t nem tartalmazó szövetekben. Ezenkívül a wnk aktivitás csökkentése elnyomja a sejthalált, amelyet a Wnt jelátvitel (azaz hét nélküli vezérelt Dsh túlzott expresszió) a szemben. Hasonlóképpen, a szárnyban a kanonikus Wnt jelzés túlaktiválásával indukált extra szárnysörtéket (a dfz2 túlzott expressziója révén ) elnyomják a wnk aktivitás csökkentésével. Ezzel szemben a dFz2 és a Wnk egyidejű túlzott expressziója a méhen kívüli margós sörték számának jelentős növekedéséhez vezetett.
képesek voltunk azonosítani a wnks hasonló funkcióját tenyésztett emberi sejtekben. a wnk1 vagy a WNK2 siRNS által közvetített leütése jelentősen csökkentette a TOPFlash Wnt-jelző riporter aktivitását, valamint a stabilizált szinteket a hek293t sejtekben. Másrészt a Wnk2 transzfekciója stimulálta a TOPFlash wnt3a aktiválását dózis-és kinázaktivitás-függő módon. A Drosophila in vivo és epistasis kísérletekkel együtt ezek a megállapítások azt sugallják, hogy a Wnk-k konzervált pozitív szerepet játszanak a kanonikus Wnt/MHz-catenin jelátvitel szabályozásában.
hogyan befolyásolja a Wnk a Wnt jelzést? Episztázis adataink arra utalnak, hogy a Wnk a Wg ligandumtól lefelé, de felfelé vagy a Dsh szintjén hat. Emlősökben a Wnk-kről ismert, hogy az ioncsatornákat közvetlenül vagy a Spak és OSR1 köztes kinázok (STE20/SPS1-rel rokon prolin-alanin gazdag és oxidatív stresszre reagáló protein 1-es típusú kináz) révén foszforilálják az ion homeosztázis szabályozása érdekében. Valójában mi és mások megmutattuk, hogy az alkotmányosan aktív Drosophila Wnk képes foszforilálni a Fray-t, a Drosophila OSR1/SPAK homológ, in vitro.5,6 a fray leütése viszont a Sens expressziójának csökkenését és a szárnymargás sörték elvesztését eredményezte in vivo, ami arra utal, hogy a Wnk szabályozási funkcióját Fray révén gyakorolhatja (ábra. 1). Úgy tűnik, hogy a Fray kanonikus jelátvitelre gyakorolt hatása konzerválódott az emberekben, mivel a SPAK és az OSR1 siRNS által közvetített leütése szintén csökkentette a Wnt riporter aktivitását a sejttenyészetben.5
megjelent online:
November 15, 2013
ábra 1. A kanonikus Wnt jelzést szabályozó wnk modellek. A Wnk a Fray/OSR1/SPAK segítségével vagy a Wnt jelzőkomponensek, például az Fz, Az Lrp vagy a Dsh foszforilációjához vezethet, vagy megváltoztathatja azok lokalizációját/szállítását. Alternatív megoldásként a Wnk hatása a Wnt jelzésre meditálható az ioncsatornák, például az nkcc vagy a KCC szabályozásával. A részletekért lásd a szöveget.
1.ábra. A kanonikus Wnt jelzést szabályozó wnk modellek. A Wnk a Fray/OSR1/SPAK segítségével vagy a Wnt jelzőkomponensek, például az Fz, Az Lrp vagy a Dsh foszforilációjához vezethet, vagy megváltoztathatja azok lokalizációját/szállítását. Alternatív megoldásként a Wnk hatása a Wnt jelzésre meditálható az ioncsatornák, például az nkcc vagy a KCC szabályozásával. A részletekért lásd a szöveget.
hogy a Fray / OSR1 / SPAK közvetlenül foszforilálhatja-e a Wnt útvonal komponenseit, vagy hogy a Szabályozás az iontranszport változásain keresztül történik-e, még meg kell határozni (ábra. 1). Bár az NKCC és a KCC csatornák töltés-semleges módon működnek, kimutatták, hogy a protonpumpák befolyásolják a Wnt jelátvitelt. Alternatív megoldásként kimutatták, hogy a Wnk-k megváltoztatják egyes célpontjaik lokalizációját. Például arról számoltak be, hogy az NCC kereskedelme a plazmamembránra hatással van, amikor a WNK4 eltereli lizoszomális lebomlás céljából.7 bár ez a folyamat nem érinti a SPAK-ot és az OSR1-et, nem zárhatjuk ki, hogy az OSR1/SPAK/Fray befolyásolhatja a Wnt jelzőelemek stabilitását vagy lokalizációját.
a közelmúltban kimutatták, hogy a Wnk-k szabályozzák a célgének transzkripcióját is. Mind a légy, mind az egér idegi fejlődésében a Wnks az OSR1-vel együtt szabályozza a LIM-Homeobox transzkripciós faktor nyílhegy/Lhx86 expresszióját (ábra. 1), míg a zebrafish laterális vonal fejlesztése során a Wnk1b elnyomja a KCC2 transzportert.8 ezek a megállapítások együttesen érdekes kérdéseket vetnek fel a wnk kinázok fejlődésben betöltött szerepével kapcsolatban, és a jövőbeli munkáknak meg kell tisztázniuk azt a pontos mechanizmust, amellyel a Wnk modulálja a Wnt jelátvitelt és esetleg más útvonalakat.