Wnt_signaling_pathway
Wntシグナル伝達経路はの基であるシグナル伝達で始まる経路タンパク質の信号を通過介して細胞内に細胞表面受容体。Wntという名前は、WinglessとInt-1という名前から作成されたかばん語です。 Wntシグナル伝達経路は、近くの細胞間コミュニケーション(パラクリン)または同じ細胞コミュニケーション(オートクリン)のいずれかを使用します。それらは動物で高度に進化的に保存されています。つまり、ミバエからヒトまで、動物種間で類似しています。
3つのWntシグナル伝達経路が特徴づけられています:標準的なWnt経路、非標準的な平面細胞極性経路、および非標準的なWnt /カルシウム経路。3つの経路はすべて、Wntタンパク質リガンドがFrizzledファミリー受容体に結合することによって活性化されます。Frizzledファミリー受容体は、細胞内のDisheveledタンパク質に生物学的シグナルを渡します。標準的なWnt経路は遺伝子 転写の調節につながり、SPATS1遺伝子によって部分的に負に調節されていると考えられています。非標準的な平面細胞極性経路は、細胞の形状に関与する細胞骨格を調節します。非標準的なWnt /カルシウム経路は細胞内のカルシウムを調節します。
Wntシグナル伝達は、発がんにおけるその役割について最初に特定され、次に胚発生におけるその機能について特定されました。それが制御する胚のプロセスには、体軸のパターン形成、細胞の運命の特定、細胞増殖および細胞移動が含まれます。これらのプロセスは、骨、心臓、筋肉などの重要な組織を適切に形成するために必要です。胚発生におけるその役割は、Wnt経路タンパク質の遺伝子変異が異常なミバエ 胚を生成したときに発見されました。その後の研究では、これらの異常の原因となる遺伝子がマウスの乳がんの発生にも影響を与えることがわかりました。Wntシグナル伝達は、成人の骨髄、皮膚、腸の組織再生も制御します。
この経路の臨床的重要性は、乳がんや前立腺がん、膠芽腫、2型糖尿病などのさまざまな疾患につながる変異によって実証されました。 近年、研究者らは、疾患のマウスモデルにおけるWnt経路阻害剤の最初の使用の成功を報告しました。
コンテンツ
1 歴史と語源
2 タンパク質
3 機構
3.1 財団 3.2 カノニカルおよび非カノニカル経路
3.2.1 カノニカルパスウェイ
3.2.2 非正規経路
3.3 統合されたWnt経路 3.43.4 その他の経路 3.5 規制
4 誘導された細胞応答
4.1 胚発生
4.1.1 軸のパターン化
4.1.2 拘束拘束仕様
4.1.3 細胞増殖
4.1.4 細胞移動
4.2 インスリン感受性
5 臨床的意義
5.1 癌 5.2 II型糖尿病
6 も参照してください
7 参考文献
8 参考文献
9 外部リンク
歴史と語源
Wntシグナル伝達の発見は、発癌性(癌を引き起こす)レトロウイルスの研究によって影響を受けました。1982年に、ロエルNusseとハロルドVarmusはをマウスに感染したマウス乳腺腫瘍ウイルス乳房腫瘍を引き起こす可能性が変異した遺伝子を見るためのmutateマウス遺伝子に順に。彼らは、int1(統合1)と名付けた新しいマウス癌原遺伝子を特定しました。
Int1は、ヒトやショウジョウバエを含む複数の種で高度に保存されています。プレゼンスキイロショウジョウバエにおけるINT1遺伝子ことを導いた研究者が1987年に発見するために、ショウジョウバエは、実際にすでに知られていたと特徴付けショウジョウバエウィングレス(WG)として知られている遺伝子を。 ChristianeNüsslein-VolhardとEricWieschaus(1995年にノーベル生理学・医学賞を受賞)による以前の研究以来、胚発生時の体軸の形成に関与するセグメント極性遺伝子としてのWgの機能はすでに確立されていました。発生、研究者は、マウスで発見された哺乳類のint1が胚発生にも関与していることを確認しました。
継続的な研究により、さらにint1関連遺伝子が発見されました。しかし、これらの遺伝子はint1と同じ方法で同定されなかったため、int遺伝子の命名法は不十分でした。したがって、int / WinglessファミリーはWntファミリーになり、int1はWnt1になりました。Wntという名前はintとWgのかばん語で、「Wingless関連の統合サイト」の略です。
タンパク質
Wnt8の結晶タンパク質構造とFrizzled8のシステインリッチドメイン
Wntは、350〜400アミノ酸の長さの分泌脂質修飾シグナル伝達糖タンパク質の多様なファミリーで構成されています。すべてのWntの脂質修飾はpalmitoleoylation単一の完全に保存されたセリン残基の。パルミトレオイル化が必要なのは、Wntがそのキャリアタンパク質Wntless(WLS)に結合して分泌のために原形質膜に輸送され、Wntタンパク質がその受容体Frizzledに結合できるようにするためです。 Wntタンパク質はまた、適切な分泌を確実にするために炭水化物を結合するグリコシル化を受けます。 Wntシグナル伝達では、これらのタンパク質は、パラクリンおよびオートクリン経路を介して異なるWnt経路を活性化するリガンドとして機能します。
これらのタンパク質は、種間で高度に保存されています。それらは、マウス、ヒト、アフリカツメガエル、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエなどに見られます。
種族
Wntタンパク質
ホモサピエンス
WNT1、WNT2、WNT2B、WNT3、WNT3A、WNT4、WNT5A、WNT5B、WNT6、WNT7A、WNT7B、WNT8A、WNT8B、WNT9A、WNT9B、WNT10A、Wnt10bで、WNT11、WNT16
ハツカネズミ(H. sapiensと同じタンパク質)
Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt9A、Wnt9B、Wnt10A、Wnt10B、Wnt11、Wnt16 Xenopus Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt10A、Wnt10B、Wnt11、Wnt11R
ダニオ・レリオ
Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt10A、Wnt10B、Wnt11、Wnt16
ショウジョウバエ
Wg、DWnt2、DWnt3 / 5、DWnt 4、DWnt6、WntD / DWnt8、DWnt10
ヒドラ
hywnt1、hywnt5a、hywnt8、hywnt7、hywnt9 / 10a、hywnt9 / 10b、hywnt9 / 10c、hywnt11、hywnt16
C.エレガンス
mom-2、lin-44、egl-20、cwn-1、cwn-2
機構
図2.Wntは受容体に結合(活性化)します。アキシンは「破壊複合体」から削除されます。β-Catは核内に移動し、DNAの転写因子に結合し、タンパク質の転写を活性化します。「P」はリン酸塩を表し
図1.Wntは受容体に結合しません。Axin、GSK、APCは「破壊複合体」を形成し、β-Catは破壊されます。
財団
Wntシグナル伝達は、Wntタンパク質がFrizzled(Fz)ファミリー受容体のN末端細胞外システインリッチドメインに結合したときに始まります。これらの受容体は原形質膜に7回広がり、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)の異なるファミリーを構成します。しかしながら、Wntシグナル伝達を促進するために、Wntタンパク質とFz受容体の間の相互作用とともに補助受容体が必要となる場合が例としては、リポタンパク質受容体関連タンパク質(LRP)-5/6、受容体型チロシンキナーゼ(RTK)、ROR2などが受容体が活性化されると、細胞質にあるリンタンパク質 Disheveled(Dsh)に信号が送られます。この信号は、FzとDshの間の直接的な相互作用を介して送信されます。Dshタンパク質はすべての生物に存在し、それらはすべて次の高度に保存されたタンパク質ドメインを共有しています:アミノ末端DIXドメイン、中央PDZドメイン、およびカルボキシ末端DEPドメイン。Dshの後、Wntシグナルは複数の経路に分岐し、各経路は3つのドメインの異なる組み合わせと相互作用するため、これらの異なるドメインは重要です。
カノニカルおよび非カノニカル経路
3つの最も特徴的なWntシグナル伝達経路は、標準的なWnt経路、非標準的な平面細胞極性経路、および非標準的なWnt /カルシウム経路です。それらの名前が示すように、これらの経路は、正規または非正規の2つのカテゴリのいずれかに属します。カテゴリ間の違いは、標準的な経路にはタンパク質β-カテニンが含まれるのに対し、非標準的な経路はそれとは独立して機能することです。
標準的なWnt経路
カノニカルパスウェイ
カノニカルWnt経路(またはWnt /βカテニン経路)の蓄積させるWnt経路であるβカテニンに細胞質におけるその最終的な転位を核転写として作用するコアクチベーターの転写因子に属するTCF / LEFファミリー。Wntがないと、破壊複合体が通常細胞質を分解するため、β-カテニンは細胞質に蓄積しません。この破壊複合体には、Axin、大腸腺腫症(APC)、プロテインホスファターゼ2A(PP2A)、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK3)、カゼインキナーゼ1α(CK1α)のタンパク質が含まれています。 それは、ユビキチン化の標的となることによってβ-カテニンを分解し、その後、それをプロテアソームに送って消化します。 しかし、WntがFzとLRP5 / 6に結合するとすぐに、破壊複合体機能が破壊されます。これは、Wntが負のWntレギュレーターであるAxinの移行を引き起こし、破壊複合体が原形質膜に移動するためです。破壊複合体の他のタンパク質によるリン酸化は、その後、AxinをLRP5 / 6の細胞質尾部に結合します。アキシンは脱リン酸化され、その安定性とレベルが低下します。その後、Dshはリン酸化を介して活性化され、そのDIXおよびPDZドメインは破壊複合体のGSK3活性を阻害します。これにより、β-カテニンが蓄積して核に局在し、その後、TCF / LEF(T細胞因子/リンパ球増強因子)転写因子とともに遺伝子導入を介して細胞応答を誘導することができます。 β-カテニンは、BCL9、Pygopus 、パラフィブロミン/イワダヌキなどの他の転写コアクチベーターを動員します。新しいハイスループットプロテオミクス研究のおかげで、β-カテニンによって組み立てられた転写複合体の複雑さが明らかになり始めています。しかしながら、β-カテニンがどのように標的遺伝子の発現を促進するかについての統一理論はまだ見当たらず、組織特異的なプレーヤーはβ-カテニンがその標的遺伝子を定義するのを助けるかもしれません。 β-カテニン相互作用タンパク質の拡張性は私たちの理解を複雑にします:β-カテニンはAktによってSer552で直接リン酸化される可能性があり、それが細胞間接触からの分離と細胞質ゾルへの蓄積を引き起こし、その後14-3-3ζが相互作用しますβ-カテニン(pSer552)とその核転座を強化します。 BCL9とPygopusは、実際、いくつかのβ-カテニン非依存性機能を持っていると報告されています(したがって、おそらくWntシグナル伝達非依存性)。
非正規PCP経路
非正規経路
非標準的な平面細胞極性(PCP)経路には、β-カテニンは含まれません。コレセプターとしてLRP-5 / 6を使用せず、NRH1、Ryk、PTK7、またはROR2を使用すると考えられています。PCP経路は、WntがFzとその補助受容体に結合することで活性化されます。次に、受容体はDshを動員し、DshはそのPDZおよびDIXドメインを使用して、形態形成のDishevelled関連活性化因子1(DAAM1)と複合体を形成します。Daam1は、グアニン交換因子を介して小さなGタンパク質 Rhoを活性化します。Rhoは、細胞骨格の主要な調節因子の1つであるRho関連キナーゼ(ROCK)を活性化します。Dshはまた、rac1と複合体を形成し、アクチンへのプロフィリンの結合を仲介します。Rac1はJNKを活性化し、アクチン重合を引き起こす可能性もプロフィは、アクチンに結合して細胞骨格の再編につながることができ、原腸陥入。
非標準的なWnt /カルシウム経路
非標準的なWnt /カルシウム経路もβ-カテニンを含みません。その役割は、細胞内カルシウムレベルを制御するために、小胞体(ER)からのカルシウム放出の調節を助けることです。他のWnt経路と同様に、リガンドが結合すると、活性化されたFz受容体はDshと直接相互作用し、特定のDshタンパク質ドメインを活性化します。Wnt /カルシウムシグナル伝達に関与するドメインは、PDZドメインとDEPドメインです。ただし、他のWnt経路とは異なり、Fz受容体は三量体Gタンパク質と直接相互作用します。DshとGタンパク質のこの共刺激は、PLCまたはcGMP固有のPDEのいずれかの活性化につながる可能性がPLCがアクティブになると、原形質膜コンポーネントPIP2がDAGとIP3に切断されます。IP3がER上の受容体に結合すると、カルシウムが放出されます。カルシウムとDAGの濃度が高くなると、PKCを介してCdc42が活性化される可能性がCdc42は、腹側パターン形成の重要な調節因子です。カルシウムの増加は、カルシニューリンとCaMKIIも活性化します。CaMKIIは、細胞接着、遊走、組織分離を調節する転写因子NFATの活性化を誘導します。カルシニューリンは、TAK1およびNLKキナーゼを活性化します。これらは、標準的なWnt経路におけるTCF /β-カテニンシグナル伝達を妨害する可能性がしかしながら、PDEが活性化されると、ERからのカルシウム放出が阻害されます。PDEは、PKGの阻害を介してこれを媒介し、これは、その後、カルシウム放出の阻害を引き起こす。
統合されたWnt経路
カノニカルおよび非カノニカルWntシグナル伝達経路の二元的な区別が精査されており、統合された収束Wnt経路が提案されています。これに関するいくつかの証拠が1つのWntリガンド(Wnt5A)で発見されました。複数のWntリガンドについて、Wnt / Ca2 +およびWnt /β-カテニンシグナル伝達の統合された活性化を示す収束Wntシグナル伝達経路の証拠が哺乳類細胞株で報告された。
その他の経路
Wntシグナル伝達は、それほど広く解明されていない他の多くのシグナル伝達経路も調節します。そのような経路の1つには、WntとGSK3の間の相互作用が含まれます。細胞増殖中、Wntはβ-カテニンの非存在下でmTORを活性化するためにGSK3を阻害することができます。ただし、Wntは、DshとGSK3の相互作用を介してアップレギュレートされる腫瘍抑制因子 TSC2の活性化を介して、mTORの負のレギュレーターとしても機能します。筋形成の間、WntはPAおよびCREBを使用してMyoDおよびMyf5遺伝子を活性化します。 Wntはまた、RykおよびSrcと連携して作用し、軸索ガイダンス中のニューロンの反発の調節を可能にします。CK1が原腸陥入時に細胞骨格を調節するためにRap1-ATPaseの阻害剤として機能する場合、Wntは原腸陥入を調節します。Wntが一緒にROR2を使用する場合、原腸形成のさらなる調節が達成され、CDC42及びJNKの発現を調節する経路PAPCを。Dshは、細胞極性と微小管細胞骨格の発達を制御するために、aPKC、Pa3、Par6、およびLG1と相互作用することもできます。これらの経路は、PCPおよびWnt /カルシウムシグナル伝達に関連する成分と重複していますが、異なる応答を生成するため、別個の経路と見なされます。
規制
適切な機能を確保するために、Wntシグナル伝達はそのシグナル伝達経路に沿ったいくつかのポイントで絶えず調節されています。たとえば、Wntタンパク質はパルミトイル化されています。タンパク質ヤマアラシはこのプロセスを仲介します。つまり、Wntリガンドが完全に形成される時期を決定することにより、いつ分泌されるかを調節するのに役立ちます。分泌は、GPR177(wntless)などのタンパク質、中断された均一性、レトロマー複合体などの複合体によってさらに制御されます。
時分泌、リガンドは、安定剤としてのタンパク質の結合を介してその受容体に到達することを防止することができるダリーとグリピカン3(GPC3)、禁止拡散。癌細胞では、GPC3のヘパラン硫酸鎖 とコアタンパク質 の両方が、細胞増殖のためのWnt結合と活性化の調節に関与しています。 Wntは、IdoA2SとGlcNS6Sを含むGPC3のヘパラン硫酸構造を認識し、GlcNS6S3Sの3-O-硫酸化は、ヘパラン硫酸グリピカンへのWntの結合を強化します。 GPC3のNローブにあるシステインに富むドメインは、Wntと相互作用するフェニルアラニン-41を含むWnt結合疎水性溝を形成することが確認されています。 HN3と呼ばれるナノボディを使用してWnt結合ドメインをブロックすると、Wntの活性化を阻害する可能性が
Fz受容体では、Wnt以外のタンパク質の結合がシグナル伝達に拮抗する可能性が具体的なアンタゴニストには含まDickkopf(のDkk)、wnt阻害因子1(WIF-1)、 、分泌frizzled関連タンパク質(SFRP)、ケルベロス、FRZB、ワイズ、SOST、及びネイキッドキューティクル。これらはWntシグナル伝達の阻害剤を構成します。ただし、他の分子も活性化因子として機能します。NorrinとR-Spondin2は、Wntリガンドの非存在下でWntシグナル伝達を活性化します。
Wntシグナル伝達経路間の相互作用もWntシグナル伝達を調節します。前述のように、Wnt /カルシウム経路はTCF /β-カテニンを阻害し、標準的なWnt経路のシグナル伝達を妨げる可能性が プロスタグランジンE2は、標準的なWntシグナル伝達経路の必須の活性化因子です。PGE2とその受容体E2 / E4との相互作用は、cAMP / PKAを介したリン酸化を介してβ-カテニンを安定化します。PGE2の合成は、ゼブラフィッシュやマウスの組織再生や幹細胞集団の制御など、Wntシグナル伝達を介したプロセスに必要です。興味深いことに、いくつかの特大の天然変性タンパク質の非構造化領域は、Wntシグナル伝達の調節に重要な役割を果たしています。
誘導された細胞応答編集
胚発生
Wntシグナル伝達は、胚発生において重要な役割を果たします。脊椎動物と無脊椎動物の両方で機能します。これには、人間、カエル、ゼブラフィッシュ、線虫、ショウジョウバエなどが含まれます。それはショウジョウバエのセグメント極性で最初に発見されました、そこでそれは前部と後部の極性を確立するのを助けます。それは他の発達過程に関係しています。ショウジョウバエでのその機能が示唆するように、それは体軸形成、特に前後軸と背腹軸の形成において重要な役割を果たします。細胞分化の誘導に関与し、肺や卵巣などの重要な臓器の形成を促します。Wntはさらに、細胞の増殖と移動を適切に制御することにより、これらの組織の発達を確実にします。Wntシグナル伝達機能は、軸のパターン形成、細胞の運命の特定、細胞増殖、細胞移動に分けることができます。
軸のパターン化
初期の胚の発達において、一次体軸の形成は、生物の全体的な体の計画を確立する上で重要なステップです。軸には、前後軸、背腹軸、および左右軸が含まれます。Wntシグナル伝達は、前後軸と背腹(DV)軸の形成に関係しています。前後の発達におけるWntシグナル伝達活性は、哺乳類、魚、カエルに見られます。哺乳類では、原始線条および他の周囲の組織が形態形成化合物Wnt、BMP、FGF、ノーダルおよびレチノイン酸を産生して、原腸陥入後期に後部領域を確立します。これらのタンパク質は濃度勾配を形成します。最高濃度の領域は後部領域を確立し、最低濃度の領域は前部領域を示します。魚やカエルでは、標準的なWntシグナル伝達によって生成されたβ-カテニンが組織化センターの形成を引き起こし、BMPと並んで後部形成を誘発します。DV軸形成へのWntの関与は、背側領域を確立するシュペーマンオーガナイザーの形成の活動に見ることができます。標準的なWntシグナル伝達β-カテニン産生は、双子とシャムの遺伝子の活性化を介してこのオーガナイザーの形成を誘導します。 同様に、鳥類の原腸陥入では、コラーの鎌の細胞は、原始線条の形成中に細胞の異なる動きを可能にする異なる中胚葉マーカー遺伝子を発現します。FGFによって活性化されるWntシグナル伝達がこの動きの原因です。
Wntシグナル伝達は、開発の後半にある特定の体の部分や臓器系の軸形成にも関与しています。脊椎動物では、ソニックヘッジホッグ(Shh)とWnt形態形成シグナル伝達勾配が、神経管の軸方向のパターン形成中に中枢神経系の背腹軸を確立します。高Wntシグナル伝達は背側領域を確立し、高Shhシグナル伝達は腹側領域を示します。 Wntは、軸索ガイダンスへの関与を通じて中枢神経系のDV形成に関与しています。Wntタンパク質は、脊髄の軸索を前後方向に誘導します。 Wntは四肢のDV軸の形成にも関与しています。具体的には、Wnt7aは、発達中の四肢の背側のパターンを生成するのに役立ちます。
では胚分化波の開発のWntのモデルを区別するために準備ができたコンピテント細胞にシグナル伝達複合体の一部として重要な役割を果たしています。Wntは細胞骨格の活動に反応し、収縮または拡大の通過波によって作成された初期変化を安定化すると同時に、個々の細胞がどの波に参加したかに関する異なるシグナル伝達経路を使用して核にシグナルを送ります。開発中に発生する機械的シグナル伝達。
拘束拘束仕様
細胞運命の特定または細胞分化は、未分化細胞がより特殊な細胞型になる可能性があるプロセスです。Wntシグナル伝達は、多能性幹細胞の中胚葉および内胚葉 前駆細胞への分化を誘導します。これらの前駆細胞はさらに、内皮、心臓、血管の平滑筋系統などの細胞型に分化します。 Wntシグナル伝達は、幹細胞からの血液形成を誘導します。具体的には、Wnt3は造血能を持つ中胚葉コミット細胞につながります。 Wnt1は神経分化に拮抗し、神経幹細胞の自己複製の主要な要因です。これにより、神経系細胞の再生が可能になります。これは、神経幹細胞の増殖を促進する役割のさらなる証拠です。 Wntシグナル伝達は、生殖細胞の決定、腸組織の特定、毛包の発達、肺組織の発達、体幹神経堤細胞の分化、腎の発達、卵巣の発達、および性別の決定に関与しています。 Wntシグナル伝達も心臓形成に拮抗し、Wnt阻害は発達中の心臓組織の重要な誘導因子であることが示され 、小分子Wnt阻害剤は多能性幹細胞から心筋細胞を産生するために日常的に使用されています。
細胞増殖
異なる生物の特定の細胞組織を形成するために必要な細胞の大量分化を行うために、胚性幹細胞の増殖と成長が起こらなければなりません。このプロセスは、核および細胞質のβ-カテニンを増加させる標準的なWntシグナル伝達によって媒介されます。β-カテニンの増加は、細胞周期におけるG1からSへの相転移を制御するサイクリンD1やc-mycなどのタンパク質の転写活性化を開始する可能性がS期に入ると、DNA複製が起こり、最終的には有糸分裂が起こり、細胞増殖の原因となります。幹細胞が増殖すると、幹細胞も分化するため、この増殖の増加は細胞分化と直接対になっています。これにより、胚発生中の特定の組織システムの全体的な成長と発達が可能になります。これは、Wnt3aが赤血球形成に必要な造血幹細胞の増殖と拡大をもたらす循環器系などのシステムで明らかです。
がん幹細胞の生化学は、他の腫瘍細胞の生化学とは微妙に異なります。これらのいわゆるWnt依存細胞はハイジャックし、Wnt経路の絶え間ない刺激に依存して、制御されていない成長、生存、および移動を促進します。癌、Wntシグナル伝達は、正常な受容体が信号を受信していないにもかかわらず、恒久的に活性化になる下流癌遺伝子および腫瘍抑制遺伝子における突然変異を介して、定期的な刺激とは無関係になることができます。β-カテニンはタンパク質TCF4などの転写因子に結合し、組み合わせて分子が必要な遺伝子を活性化します。LF3は、in vitro、細胞株でこの結合を強力に阻害し、マウスモデルで腫瘍増殖を抑制します。それは複製を防ぎ、移動する能力を低下させましたが、すべて健康な細胞に影響を与えることはありませんでした。治療後、がん幹細胞は残っていませんでした。この発見は、AlphaScreensとELISAテクノロジーを含む「合理的なドラッグデザイン」の成果でした。
細胞移動
上皮間葉転換を示す図
胚発生中の細胞移動は、体軸の確立、組織形成、四肢の誘導、および他のいくつかのプロセスを可能にします。Wntシグナル伝達は、特に収束伸長中に、このプロセスを仲介するのに役立ちます。原腸陥入時の適切な収束伸長には、WntPCP経路と標準的なWnt経路の両方からのシグナル伝達が必要です。収束伸長は、活性化されると収束伸長をブロックするWnt /カルシウム経路によってさらに調節されます。Wntシグナル伝達はまた、神経芽細胞、神経堤細胞、筋細胞、および気管細胞の遊走挙動の制御を通じて、発生の後期段階で細胞遊走を誘導します。
Wntシグナル伝達は、上皮間葉転換(EMT)として知られる別の重要な移行プロセスに関与しています。このプロセスにより、上皮細胞が間葉系細胞に変化し、ラミニンで所定の位置に保持されなくなります。これには、細胞がラミニンから分離して移動できるように、カドヘリンのダウンレギュレーションが含まれます。Wntシグナル伝達は、特に乳腺の発達において、EMTの誘導因子です。
インスリン感受性
Wntシグナル伝達経路とインスリンシグナル伝達経路の間の相互作用を示す図
インスリンは、特定の生物の血糖恒常性に関与するペプチドホルモンです。具体的には、血流からのグルコース取り込みを増加させるために、細胞膜のグルコーストランスポーターのアップレギュレーションにつながります。このプロセスは、Wnt /β-カテニンシグナル伝達の活性化によって部分的に媒介され、細胞のインスリン感受性を高める可能性が特に、Wnt10bは骨格筋細胞のこの感受性を高めるWntタンパク質です。
臨床的意義編集
癌
その最初の発見以来、Wntシグナル伝達は癌と関連がありました。Wnt1が発見されたとき、それは最初のプロトとして同定された癌遺伝子でマウスモデル乳がんのため。Wnt1がWgのホモログであるという事実は、それが胚発生に関与していることを示しており、これはしばしば迅速な細胞分裂と移動を必要とします。これらのプロセスの誤調節は、過剰な細胞増殖を介して腫瘍の発生につながる可能性が
標準的なWnt経路の活動は、良性および悪性の乳房腫瘍の発生に関与しています。腫瘍の化学療法抵抗性におけるWnt経路の役割、および癌開始細胞の明確な亜集団の維持におけるその役割も十分に文書化されています。その存在は、核および/または細胞質におけるβ-カテニンのレベルの上昇によって明らかになり、免疫組織化学的染色およびウエスタンブロッティングで検出することができます。β-カテニン発現の増加は、乳がん患者の予後不良と相関しています。この蓄積は、β-カテニンの変異、β-カテニン破壊複合体の欠損、最も頻繁にはAPCの構造的に無秩序な領域の変異、Wntリガンドの過剰発現、阻害剤の喪失、および/または調節活性の低下などの要因による可能性があります経路(Wnt /カルシウム経路など)。 乳房腫瘍は、EMTへのWntの関与により転移する可能性がある。基底細胞様乳がんの肺への転移を調べた研究では、Wnt /β-カテニンシグナル伝達の抑制により、転移を阻害する可能性のあるEMTを防ぐことができることが示されました。
Wntシグナル伝達は、他の癌の発症に関係しています。変更CTNNB1の遺伝子エンコードβカテニンつまり式は、胸に測定することができ、大腸、黒色腫、前立腺癌、肺癌、および他の癌。Wnt1、Wnt2、Wnt7AなどのWntリガンドタンパク質の発現増加は、それぞれ膠芽腫、食道癌、卵巣癌の発症で観察されました。適切に機能しない場合に複数の種類の癌を引き起こす他のタンパク質には、ROR1、ROR2、SFRP4、Wnt5A、WIF1、およびTCF / LEFファミリーのタンパク質が含まれます。
PGE2とWntの関連性は、PGE2の慢性的な炎症関連の増加が、さまざまな組織でWnt経路の活性化を引き起こし、発がんを引き起こす可能性があることを示唆しています。
II型糖尿病
2型糖尿病は、末梢でのインスリン分泌の低下とインスリン抵抗性の増加を引き起こす一般的な疾患です。その結果、血糖値が上昇したり、高血糖が発生したりします。これは、治療しないと致命的となる可能性がWntシグナル伝達はインスリン感受性に関与しているため、その経路の機能不全が関与している可能性がたとえば、Wnt5bの過剰発現は、肥満と2型糖尿病の併存疾患が高いため、脂肪生成におけるその役割のために感受性を高める可能性が Wntシグナル伝達は、ミトコンドリア生合成の強力な活性化因子です。これにより、DNAや細胞の損傷を引き起こすことが知られている活性酸素種(ROS)の生成が増加します。このROS誘発性損傷は、急性肝インスリン抵抗性または傷害誘発性インスリン抵抗性を引き起こす可能性があるため、重大です。 TCF7L2などのWntシグナル伝達関連転写因子の変異は、感受性の増加に関連しています。
も参照してくださいAXIN1 GSK-3
脱毛の管理
ウィングレスローカリゼーションエレメント3(WLE3)
WNT1誘導性シグナル伝達経路タンパク質1(WISP1)
WNT1誘導性シグナル伝達経路タンパク質2(WISP2)
WNT1誘導性シグナル伝達経路タンパク質3(WISP3)
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参考文献
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外部リンク
米国国立医学図書館のWnt + Proteins Medical Subject Headings(MeSH)”