WNT groeifactoren signaal via de canonieke WNT (Wg)-Frizzled (Fz)/β-catenin-afhankelijke route of via niet-canonieke WNT routes, zoals de WNT / FZ-planaire cellulaire polariteit (PCP) route. Deze 2 wegen worden evolutionarily hoogst behouden van ongewervelde dieren aan mensen. Canonieke WNT / β-catenin signalering is essentieel voor vele aspecten van de ontwikkeling. In gewervelde dieren, controleert het de specificatie van de embryonale dorsal–ventral (D–V) as, celproliferatie, onderhoud van stamcellen, en vascularisatie. Aberrant canonical WNT het signaleren veroorzaakt schadelijke ontwikkelingsdefecten en een verscheidenheid van kanker.1,2 Aldus, is de nauwkeurige regeling van de canonieke WNT/β-catenin signalerende componenten cruciaal voor ontwikkeling en weefselhomeostase.
tijdens (canonieke) WNT-signalering signaleert een Wnt (vleugelloos, Wg in Drosophila) een Gekroefd (Fz) receptor en co-receptoren LRP5/6 (pijl in Drosophila), wat leidt tot de remming van het afbraakcomplex dat bestaat uit het steigereiwit Axine, het tumorontstoringsapparaat adenomateuze polyposis coli genproduct (APC) en GSK3ß, waardoor β-catenine de kern kan binnendringen en de transcriptie kan activeren. Op WNT-wegactivering, wordt Dsh (Dvl in gewervelde dieren), een steigerproteã ne stroomafwaarts van Fz, tijdelijk aangeworven aan het membraan en wordt hyperfosforylated. Gebruikend DSH phosphorylation als WNT signalerende lezing, identificeerden wij het homolog van het kinase van Drosophila Wnk (zonder Lysine), als positieve Regelgever van het signaleren van Wnt.
WNK-kinasen staan bekend om hun rol in de regulatie van de belangrijkste natrium–(NCC, Na-Cl cotransporter; SLC12A) en kalium – (ROMK, renale buitenste medullaire K+ kanaal) transporters in het distale nefron van de nier. Mutaties in WNK1 en WNK4 veroorzaken Gordon-syndroom (ook bekend als familiaire hyperkalemische hypertensie of pseudohypoaldosteronisme type II), gekarakteriseerd door acidose , hyperkaliëmie en hypertensie.3 meer recent werd WNK1 gekoppeld aan erfelijke sensorische en autonome neuropathie type II (hsanii; ref. 4). Ontwikkelingsfuncties van WNK ‘ s komen echter pas in opkomst.
we hebben onlangs aangetoond dat Wnk nodig is voor piekniveaus van WNT-signalering tijdens vleugelontwikkeling bij Drosophila.5 uitputting van Wnk door RNAi of in homozygote mutant Weefsel leidde tot canonieke WNT signalerende-achtige fenotypes zoals vleugelrand en rand borsteldefecten. Consequent hebben we ook vastgesteld dat de expressie van de hoge drempel, direct WNT doel zinloos was verminderd of verloren in weefsel ontbreekt wnk. Bovendien onderdrukt De vermindering van de WNK-activiteit celdood die wordt veroorzaakt door overactivatie van WNT-signalering (d.w.z. sevenless driven DSH-overexpressie) in het oog. Op dezelfde manier worden extra vleugelharen veroorzaakt door overactivatie van canonieke WNT-signalering in de vleugel (via overexpressie van dFz2 ) onderdrukt door de activiteit van wnk te verminderen. Omgekeerd leidde gelijktijdige overexpressie van dFz2 en Wnk tot een significante toename van het aantal ectopische borstelharen.
We waren in staat om een soortgelijke functie van WNK ‘ s in gekweekte menselijke cellen te identificeren. siRNA-gemedieerde neerhalen van WNK1 of WNK2 verminderde significant de activiteit van een topflash Wnt-signalerende reporter evenals de niveaus van gestabiliseerde β-catenin in hek293t-cellen. Aan de andere kant stimuleerde transfectie van WNK2 wnt3a – activering van TOPFlash op een dosis-en kinase-activiteit-afhankelijke manier. Samen met de Drosophila in vivo en epistasis experimenten genomen, impliceren deze bevindingen dat WNKs een behouden positieve rol spelen in het regelen van canonieke WNT/β-catenin signaleren.
Hoe beïnvloedt Wnk de WNT-signalering? Onze epistasegegevens suggereren dat Wnk stroomafwaarts van het WG ligand handelt, maar stroomopwaarts of op het niveau van Dsh. Bij zoogdieren zijn WNK ‘ s bekend aan fosforylaationenkanalen direct of via de tussenliggende kinasen SPAK en OSR1 (STE20/SPS1-gerelateerd Proline-alanine rijk en oxidatieve stress responsieve proteïne type 1 kinase) om ion homeostase te regelen. Inderdaad, wij en anderen toonden aan dat constitutief actieve Drosophila Wnk in staat is om fosforylaatfray, de Drosophila OSR1/Spak homolog, in vitro.5,6 neerslaan van fray, op zijn beurt, resulteerde ook in een vermindering van Sens expressie en in verlies van vleugelrand borstels in vivo, wat suggereert dat Wnk zijn regulerende functie kan uitoefenen via Fray (Fig. 1). Dit effect van Fray op het canonieke signaleren schijnt om in mensen te worden behouden aangezien siRNA-bemiddelde neerhalen van SPAK en OSR1 ook WNT verslaggeversactiviteit in celcultuur verminderde.5
gepubliceerd online:
15 November 2013
figuur 1. Modellen van WNK die canonieke WNT signaleren regelen. Wnk, via Fray / OSR1 / SPAK, kon of tot phosphorylation van WNT signalerende componenten zoals Fz, Lrp, of Dsh leiden of hun lokalisatie/vervoer veranderen. Alternatief, zou het effect van Wnk op het signaleren van Wnt via de verordening van ionenkanalen zoals NKCC of KCC kunnen worden gemediteerd. Zie tekst voor details.
figuur 1. Modellen van WNK die canonieke WNT signaleren regelen. Wnk, via Fray / OSR1 / SPAK, kon of tot phosphorylation van WNT signalerende componenten zoals Fz, Lrp, of Dsh leiden of hun lokalisatie/vervoer veranderen. Alternatief, zou het effect van Wnk op het signaleren van Wnt via de verordening van ionenkanalen zoals NKCC of KCC kunnen worden gemediteerd. Zie tekst voor details.
of Fray / OSR1 / SPAK direct fosforylaat WNT-pathway componenten kan bevatten of dat de regulatie optreedt via veranderingen in ionentransport moet nog worden bepaald (Fig. 1). Hoewel NKCC-en KCC-kanalen op een ladingsneutrale manier functioneren, is aangetoond dat protonpompen de WNT-signalering beïnvloeden. Als alternatief is aangetoond dat WNK ‘ s de lokalisatie van sommige van hun doelen veranderen. Er is bijvoorbeeld gemeld dat NCC-handel naar het plasmamembraan wordt beïnvloed wanneer WNK4 het omleidt voor lysosomale degradatie.7 hoewel dit proces SPAK en OSR1 niet omvat, kunnen we niet uitsluiten dat OSR1/SPAK/Fray de stabiliteit of lokalisatie van WNT signaalcomponenten kan beïnvloeden.
onlangs is ook aangetoond dat Wnks de transcriptie van doelgenen reguleert. In zowel vlieg als muis neurale ontwikkeling, wnks, samen met OSR1, regelen de expressie van de Lim-Homeobox transcriptiefactor Arrowhead / Lhx86(Fig. 1), terwijl Wnk1b tijdens de zijlijnontwikkeling van de zebravis de kcc2-transporter onderdrukt.8 samen roepen deze bevindingen interessante vragen op met betrekking tot de rol van WNK kinases tijdens de ontwikkeling, en toekomstige werkzaamheden zullen het exacte mechanisme moeten ophelderen waardoor Wnk Wnt signalering en mogelijk andere routes moduleert.