wnt vekstfaktorer signaliserer gjennom enten den kanoniske Wnt (Wg)-Frizzled (Fz)/β-catenin-avhengige vei eller gjennom ikke-kanoniske Wnt-veier, som DEN Wnt/Fz-plan cellulær polaritet (PCP) vei. Disse 2 veiene er evolusjonært høyt bevart fra hvirvelløse dyr til mennesker. Kanonisk Wnt / β-catenin-signalering er avgjørende for mange aspekter av utviklingen. Hos vertebrater styrer den spesifikasjonen av den embryonale dorsal-ventrale (D–V) aksen, celleproliferasjon, vedlikehold av stamceller og vaskularisering. Avvikende kanonisk wnt-signalering forårsaker skadelige utviklingsfeil og en rekke kreftformer.1,2 derfor er nøyaktig regulering av De kanoniske Wnt / β-catenin-signalkomponentene avgjørende for utvikling og vevshomeostase.
under (kanonisk) Wnt-signalering signaliserer En Wnt (Vingeløs, Wg i Drosophila) Til En Frizzled (Fz)-reseptor OG ko-reseptorer LRP5 / 6 (Pil I Drosophila), noe som fører til hemming av nedbrytningskomplekset som består av stillasproteinet Axin, tumorsuppressor adenomatøs polyposis coli-genprodukt (APC) Og Gsk3@-catenin kan dermed komme inn i kjernen og aktivere transkripsjon. Ved Wnt-baneaktivering rekrutteres Dsh (Dvl hos vertebrater), et stillasprotein nedstrøms For Fz, forbigående til membranen og blir hyperfosforylert. Ved Å benytte dsh fosforylering som En Wnt-signalavlesning, identifiserte vi Drosophila Wnk (uten Lysin ) kinase homolog, som en positiv regulator For Wnt-signalering.Wnk kinaser er kjent for sin rolle i reguleringen av de viktigste natrium (NCC, Na–Cl cotransporter; SLC12A) og kalium (ROMK, renal ytre medullær K+ kanal) transportører i distal nephron av nyrene. Mutasjoner I WNK1 og WNK4 forårsaker Gordon syndrom (aka, familiær hyperkalemisk hypertensjon eller pseudohypoaldosteronisme TYPE II), preget av acidose, hyperkalemi og hypertensjon.3 MER NYLIG VAR WNK1 knyttet til arvelig sensorisk og autonom nevropati TYPE II (hsanii; ref. 4). Utviklingsfunksjoner Av Wnks er imidlertid bare fremvoksende.
vi viste nylig At Wnk er nødvendig for toppnivåer Av Wnt-signalering under vingeutvikling i Drosophila.5 Uttømming Av Wnk ved RNAi eller i homozygot mutantvev førte til kanoniske Wnt-signallignende fenotyper som vingemargin og marginbrist. Consistenly, vi også etablert at uttrykk for høy terskel, direkte wnt målet Meningsløs ble redusert eller tapt i vev mangler wnk. Videre undertrykker reduksjon av wnk-aktivitet celledød indusert av overaktivering Av Wnt-signalering (dvs.syvløs drevet Dsh-overuttrykk) i øyet. På samme måte undertrykkes ekstra vingebørster indusert av overaktivering av kanonisk Wnt-signalering i vingen (via overuttrykk av dFz2 ) ved å redusere wnk-aktivitet. Omvendt førte samtidig overuttrykk av dFz2 Og Wnk til en betydelig økning i antall ektopiske marginbørster.
Vi var i stand til å identifisere en lignende funksjon Av Wnks i dyrkede humane celler. siRNA-mediert knockdown AV WNK1 eller WNK2 reduserte signifikant aktiviteten til En TOPFlash Wnt-signalreporter, samt nivåene av stabilisert β-catenin i HEK293T-celler. På den annen side stimulerte transfeksjon AV WNK2 wnt3a aktivering Av TOPFlash på en dose-og kinaseaktivitetsavhengig måte. Sammen Med Drosophila in vivo-og epistasiseksperimentene innebærer disse funnene At WNKs spiller en bevart positiv rolle i regulering av kanonisk Wnt/β-catenin-signalering.
hvordan Påvirker Wnk wnt-signalering? Våre epistasis data tyder På At Wnk virker nedstrøms For Wg ligand, men oppstrøms eller På Nivået Av Dsh. Hos pattedyr er Wnks kjent for å fosforylere ionekanaler direkte eller via intermediære kinaser SPAK og OSR1 (STE20 / SPS1-relatert prolin-alanin rik og oksidativt stress responsive protein type 1 kinase) for å regulere ion homeostase. Faktisk viste vi og andre at konstitutivt aktiv Drosophila Wnk er i stand til å fosforylere Fray, Drosophila OSR1/SPAK homolog, in vitro.5,6 Knockdown av fray resulterte i sin tur også i en reduksjon Av Sens-uttrykk og i tap av vingemarginbørster in vivo, noe som tyder på At Wnk kan utøve sin regulatoriske funksjon via Fray (Fig . 1). Denne effekten av Fray på kanonisk signalering ser ut til å være bevart hos mennesker som siRNA-mediert knockdown AV SPAK OG OSR1 også redusert wnt reporter aktivitet i cellekultur.5
Publisert online:
15 November 2013
figur 1. Modeller Av Wnk som regulerer kanonisk Wnt-signalering. Wnk, via Fray / OSR1 / SPAK, kan enten føre til fosforylering Av Wnt-signalkomponenter som Fz, Lrp eller Dsh eller endre lokalisering/transport. Alternativt kan Effekten Av Wnk på wnt-signalering mediteres via regulering av ionkanaler som NKCC eller KCC. Se tekst for detaljer.
Figur 1. Modeller Av Wnk som regulerer kanonisk Wnt-signalering. Wnk, via Fray / OSR1 / SPAK, kan enten føre til fosforylering Av Wnt-signalkomponenter som Fz, Lrp eller Dsh eller endre lokalisering/transport. Alternativt kan Effekten Av Wnk på wnt-signalering mediteres via regulering av ionkanaler som NKCC eller KCC. Se tekst for detaljer.
Hvorvidt Fray / OSR1 / SPAK direkte kan fosforylere Wnt-banekomponenter eller om reguleringen skjer via endringer i ionetransport, gjenstår å bli bestemt (Fig. 1). Selv om nkcc-og KCC-kanaler fungerer på en ladningsnøytral måte, har protonpumper vist seg å påvirke wnt-signalering. Alternativt Har Wnks vist seg å endre lokaliseringen av noen av sine mål. For eksempel har det blitt rapportert AT ncc-handel til plasmamembranen påvirkes når WNK4 avleder den for lysosomal nedbrytning.7 selv om denne prosessen ikke involverer SPAK og OSR1, kan VI ikke utelukke AT OSR1/SPAK / Fray kan påvirke stabiliteten eller lokaliseringen av Wnt-signalkomponenter.
Nylig Har Wnks også vist seg å regulere transkripsjon av målgener. I både fly og mus neural utvikling, wnks, sammen MED OSR1, regulere uttrykket AV LIM-Homeobox transkripsjonsfaktor Pilspiss / Lhx86(Fig . 1), mens Under sebrafisk sidelinjeutvikling, undertrykker Wnk1b KCC2-transportøren.8 Sammen reiser disse funnene interessante spørsmål om Wnk-kinasens rolle under utviklingen, og fremtidig arbeid må belyse den nøyaktige mekanismen Som wnk modulerer wnt-signalering og muligens andre veier.