WNKs em Wnt/β-catenin sinalização

Wnt fatores de crescimento do sinal através do Wnt canônica (Gt)-Frizzled (Fz)/β-catenin dependentes do caminho ou via não-canônica Wnt caminhos, como o Wnt/Fz-planar celular polaridade (PCP) via. Estas duas vias são evolucionariamente altamente conservadas de invertebrados para humanos. A sinalização canônica Wnt/β-catenin é essencial para muitos aspectos do desenvolvimento. Em vertebrados, ele controla a especificação do eixo dorsal–ventral embrionário (D–V), proliferação celular, manutenção de células-tronco, e vascularização. A sinalização canónica aberrante causa defeitos de desenvolvimento prejudiciais e uma variedade de cancros.1,2 Thus, precise regulation of the canonical Wnt / β-catenin signaling components is crucial for development and tissue homeostasis.

Durante (canônico) de sinalização Wnt, um Wnt (sem Asas, Wg em Drosophila) sinaliza para uma Frizzled (Fz) de receptores e co-receptores LRP5/6 (Seta em Drosophila), o que leva à inibição da degradação complexo composto do andaime de proteína Axin, supressor de tumor polipose adenomatosa coli produto do gene (APC), e GSK3ß, e permite, assim, β-catenin para entrar no núcleo e ativar a transcrição. Após a ativação da via Wnt, Dsh( Dvl em vertebrados), uma proteína do andaime a jusante de Fz, é transitoriamente recrutada para a membrana e torna-se hiperfosforilada. Utilizando a fosforilação Dsh como uma readaptação de sinalização Wnt, identificamos a Drosophila WNK (sem lisina ) kinase homolog, como um regulador positivo da sinalização Wnt.

WNK kinases são conhecidas pelo seu papel na regulação dos principais transportadores de sódio (NCC, Na-Cl cotransportador; SLC12A) e potássio (ROMK, canal medular renal externo K+) no nefron distal do rim. Mutações em WNK1 e WNK4 causam síndrome de Gordon (também conhecida como hipertensão hipercalêmica familiar, ou pseudohypoaldosteronismo tipo II), caracterizada por acidose, hipercalemia e hipertensão.Mais recentemente, a WNK1 foi associada a neuropatia sensorial e autónoma hereditária tipo II (HSANII; ref. 4). Funções de desenvolvimento de Wnks estão, no entanto, apenas emergindo.recentemente, mostramos que o Wnk é necessário para os níveis máximos de sinalização Wnt durante o desenvolvimento da asa em Drosophila.5 a depleção da Wnk por RNAi ou em tecidos mutantes homozigóticos levou a fenótipos canónicos semelhantes aos da Wnt, tais como a margem das asas e defeitos das cerdas das margens. Consistentemente, também estabelecemos que a expressão do alto limiar, alvo direto Wnt sem sentido foi reduzida ou perdida no tecido sem wnk. Além disso, a redução da actividade da wnk suprime a morte celular induzida pela sobreactivação da sinalização Wnt (isto é, uma sobreexpressão Dsh motivada por sevenless) no olho. Similarmente, cerdas de asa extra induzidas pela sobreativação do sinal de Wnt canônico na asa (via sobre-expressão de dFz2 ) são suprimidas pela redução da atividade wnk. Inversamente, a sobreexpressão concomitante de dFz2 e Wnk levou a um aumento significativo do número de cerdas de margem ectópica.nós fomos capazes de identificar uma função similar de Wnks em células humanas cultas. a queda mediada por siRNA do WNK1 ou WNK2 reduziu significativamente a atividade de um repórter de sinalização Wnt-TOPFlash, bem como os níveis de β-catenina estabilizada nas células HEK293T. Por outro lado, a transfecção de WNK2 estimulou a ativação Wnt3a do TOPFlash de uma forma dependente da dose e da atividade cinase. Tomados em conjunto com os experimentos da Drosophila in vivo e epistasis, estes achados implicam que a WNKs tem um papel positivo conservado na regulação da sinalização canônica Wnt/β-catenina.como é que o Wnk afecta a sinalização do Wnt? Nossos dados da epistase sugerem que Wnk atua a jusante do ligando Wg, mas a montante ou ao nível do Dsh. Em mamíferos, wnks são conhecidos por fosforilar canais iônicos diretamente ou através das cinases intermediárias SPAK e OSR1 (STE20/SPS1-relacionados prolina-alanina rica e proteína reativa ao estresse oxidativo tipo 1 cinase), a fim de regular a homeostase iônica. De facto, nós e outros mostrámos que a Drosophila WNK, constitucionalmente activa, é capaz de fosforilar Fray, a Drosophila osr1/SPAK homolog, in vitro.5,6 Knockdown of fray, in turn, also resulted in a reduction of Sens expression and in loss of wing margin bristles in vivo, suggesting that Wnk may exercise its regulatory function via Fray(Fig. 1). Este efeito de Fray na sinalização canônica parece ser conservado em seres humanos como o derrube mediado por siRNA de SPAK e OSR1 também reduziu a atividade de repórter da Wnt na cultura celular.5

Se Fray/OSR1 / SPAK pode diretamente fosforilar Componentes da via Wnt ou se a regulação ocorre através de alterações no transporte iônico, permanece por determinar (Fig. 1). Embora os canais NKCC e KCC funcionem de forma neutra em carga, as bombas de protões têm mostrado afetar a sinalização Wnt. Alternativamente, wnks tem sido mostrado para alterar a localização de alguns de seus alvos. Por exemplo, foi relatado que o tráfico de NCC para a membrana plasmática é afetado quando WNK4 o desvia para a degradação lisossómica.7 Embora este processo não envolva SPAK e OSR1, não podemos excluir que OSR1/SPAK/Fray possa afetar a estabilidade ou localização de componentes de sinalização Wnt.

recentemente, wnks também tem sido mostrado para regular a transcrição de genes alvo. No desenvolvimento neural da mosca e do rato, Wnks, juntamente com OSR1, regulam a expressão do fator de transcrição LIM-Homeobox Arrowhead/Lhx86 (Fig. 1), enquanto que durante o desenvolvimento da linha lateral do peixe-zebra, o Wnk1b reprime o transportador KCC2.8 juntos, estes achados levantam questões interessantes sobre o papel dos cinases Wnk durante o desenvolvimento, e o trabalho futuro terá que elucidar o mecanismo exato pelo qual Wnk modula a sinalização Wnt e, possivelmente, outros caminhos.