綜述:神經系統疾病中的 Wnt 信號過量

《Biochemical Journal》:Excess Wnt in neurological disease

【字體: 時間:2025年05月19日 來源:Biochemical Journal 4.4

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  該綜述聚焦 Wnt 信號通路,探討其在神經發育、神經退行性疾病及癌癥中的作用。指出 Wnt 通路分經典(Wnt/β-catenin)和非經典(Wnt/PCP、Wnt/Ca2?)類型,其失調與自閉癥譜系障礙(ASD)、阿爾茨海默。ˋD)等多種疾病相關,還討論了 Wnt 抑制的治療前景。

  
Wnt(wingless/integrated)基因家族編碼高度保守的分泌型配體,在胚胎發生、組織發育和體內平衡中起關鍵作用。其信號通路主要有三種:Wnt/β-catenin 依賴性通路(經典通路)、Wnt / 平面細胞極性(PCP)通路和 Wnt/Ca2?通路。

經典 Wnt/β-catenin 通路中,無活性 Wnt 信號時,β-catenin 與破壞復合體(APC、Axin、CK1、GSK3)結合并被降解;Wnt 配體結合受體后,破壞復合體形成受阻,β-catenin 積累并入核激活靶基因轉錄。該通路受 Dickkopf(DKK)、分泌型 Fzd 相關蛋白(SFRPs)等多種調節因子調控。

Wnt/PCP 通路涉及上游 PCP 組件提供極性信號,核心 PCP 組件在細胞內建立平面極性,通過小 G 蛋白 RhoA 和 RAC 激活下游信號,在神經管閉合、纖毛生成等過程中至關重要。

Wnt/Ca2?通路中,Wnt-Fzd 結合通過 G 蛋白激活磷脂酶 C(PLC),升高細胞內 Ca2?水平,激活蛋白激酶 C(PKC)等下游效應器,與發育和癌癥相關。

經典通路主要調節基因表達、神經發生等長期過程,非經典通路控制細胞極性、鈣穩態等即時反應,兩者在神經疾病中可協同或拮抗作用。

Wnt 信號對胚胎發生、細胞增殖遷移等至關重要,在神經發育中參與細胞增殖、樹突發育等,其異常與神經發育和退行性疾病相關。例如,β-catenin(CTNNB1 基因編碼)單倍不足會導致智力障礙和神經發育障礙;FZD3 功能喪失突變與精神分裂癥相關;Wnt1 缺失導致小鼠中腦和小腦嚴重萎縮。

在成熟神經系統中,Wnt 信號持續表達對維持體內平衡很重要,但過度激活也會引發問題。如 Dkk1 敲除小鼠因 Wnt 抑制缺失導致頭部結構缺失;APC2 缺失導致無腦回畸形。

在罕見孟德爾神經發育障礙(NDDs)中,APC2 缺失導致神經元遷移紊亂和無腦回畸形;TSC2 突變通過異常 β-catenin 信號引發結節性硬化癥相關癥狀;IRF2BPL 突變導致 WNT1 轉錄增加和 Wnt 信號激活,引發 NEDAMSS;UBE3A 自閉癥相關變體可增強 Wnt/β-catenin 信號;CHD8 單倍不足通過負調控 β-catenin 靶基因表達與 ASD 等相關。

自閉癥譜系障礙(ASD)中,約 30-40% 患者合并 NDDs,超半數 ASD 相關基因與 Wnt 信號通路有關,TBL1XR1、MED13L、PTK7 等基因變異通過影響 Wnt 信號參與 ASD 病理。

精神分裂癥中,WNT1 配體上調,Tcf4 單核苷酸多態性與疾病相關,DISC1 缺失可通過抑制 GSK3β 增強 Wnt/β-catenin 信號;雙相情感障礙(BPAD)和注意力缺陷多動障礙(ADHD)也與 Wnt 信號通路基因變異相關,ADHD 患者神經干細胞中 GSK3β 和 β-catenin 蛋白表達改變,提示 Wnt 活性升高。

在阿爾茨海默。ˋD)中,Wnt 與 GRN 呈負相關,Aβ 可能減少 Wnt 信號,而異常 Wnt 信號也可能參與神經退行性變;帕金森。≒D)中,Parkin 缺失導致 β-catenin 積累,LRRK2 突變使 Wnt 信號升高;亨廷頓。℉D)模型中 β-catenin 水平增加,Wnt/β-catenin 通路基因表達異常;脊髓小腦性共濟失調 1 型(SCA1)中,ataxin-1 增強 Wnt/β-catenin 信號活性,可能與 PCP 信號失調相關。

Wnt 信號升高與多種癌癥相關,如 Wnt1 過度轉錄可導致小鼠乳腺增生和腫瘤。在膠質母細胞瘤(GBM)中,FAT1 缺失導致 Wnt/β-catenin 信號過度激活,且 GBM 細胞中 Wnt 通路抑制劑表觀遺傳表達降低;髓母細胞瘤(MB)與 WNT 信號基因突變相關,如 CTNNB1、APC 等。ASD 相關基因與癌癥相關基因存在重疊,但 ASD 患者童年癌癥風險未增加。

針對 Wnt 信號通路的治療策略正在探索中,多種 Wnt 抑制劑如 LGK974、XAV939 等在臨床試驗或模型中顯示出潛力,但需考慮 Wnt 信號的背景依賴性和潛在副作用。

總之,Wnt 信號通路在神經發育、退行性疾病和癌癥中作用復雜,其失調與多種疾病相關,深入理解其機制可為治療提供新方向,但靶向治療需謹慎考慮其背景依賴性和與其他通路的相互作用。
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