Wnt经典信号与结核分枝杆菌感染的免疫调控成果

20 世纪80年代，Wnt 经典信号通路一经发现便成为细胞间信号传导领域的研究热点。经典的Wnt/β-catenin 通路与人类胚胎组织发育、分化、成熟甚至肿瘤发生都密切相关，近几年，由于其参与调控细胞程序性死亡更是被广泛关注。Wnt/β-catenin 信号通路的主要组成有β-连环蛋白（β-catenin）、Dishevelled（Dsh）、结肠腺瘤性息肉病基因（APC）、糖原合成激酶3（GSK3）等蛋白质分子。其中，β-catenin 是Wnt 信号通路中关键调控子，由16 个外显子组成，其中外显子3 的编码区域构成β-catenin 蛋白的NH2 末端，与GSK3 结合后发挥致癌活化的作用。该信号通路主要以Wnt3a 为配体，将信号传递给β-catenin 来激活信号通路。Wnt 经典信号激活与失活过程如图2-1所示，一般情况下，Wnt 配体含量较低时，细胞质中的β-catenin 被AXIN、腺瘤性息肉病基因（adenomatous polyposis coli，APC）、Frizzled 家族跨膜受体蛋白、糖原合酶激酶3（GSK-3）和酪蛋白激酶1（CK1）组成的蛋白质破坏复合物磷酸化并降解。在破坏复合物中，β-catenin 的N 端首先会被GSK-3β 和CK1 磷酸化，然后磷酸化的β-catenin 被Fbox/ WD 重复蛋白β-TrCP 泛素化，随后被蛋白酶体降解，此时Wnt 信号则被关闭。而当Wnt 分子与细胞膜表面的Frizzled 受体分子结合后，GSK3β-APC-Axin 复合物同时与LRP5/6结合，β-catenin 不能被磷酸化降解而转位进入细胞核中，β-catenin 在细胞核中积累，并通过与T 细胞因子/淋巴增强因子（TCFs / LEFs）结合激活靶基因的表达。在正常没有受到刺激的细胞或组织中，Wnt/β-catenin 通常是不活跃的。由此可以看出，β-catenin 磷酸化的水平在Wnt/β-catenin 信号途径中起到至关重要的作用。

图2-1　Wnt 经典信号通路

在这些关键基因中，GSK3β 是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，起到破坏四聚体“摧毁器”的作用，而在有Wnt 信号存在时，GSK3β 可以磷酸化βcatenin 促使其降解。而另一种蛋白APC 是一种与结直肠癌发生相关的抑癌基因，它能结合Wnt 通路中的大多数组分，如Axin、GSK3、β-catenin，能促使GSK3β 磷酸化β-catenin 的过程，最终在调节β-catenin 的稳定性中起负调节作用，刺激β-catenin 的降解。Axin 是一种支架蛋白，能够促进CSK3β 接近β-catenin 使GSK3β 磷酸化β-catenin，最终促进其分解。Dsh 是Wnt 通路起始的细胞内成分，对Wnt 信号通路起正调节作用，同时，在Wnt 信号被激活后起支架作用。(www.xing528.com)

Wnt 经典信号通路还受到了多种拮抗分子的抑制调节。目前共发现五种Wnt 信号通路的胞外拮抗分子，它们分别是DKK（Dickkopf）家族蛋白、sFRP（secreted Frizzled-related protein）、WIF1（Wnt inhibitory factor 1）、Cerberus 和Wise 等。其中DKK 是在进化过程中很保守的一个基因家族，该家族成员都是外泌型的糖蛋白。DKK 可以特异地与Wnt 的受体LRP5/6 结合，当DKK1与LRP5/6 受体结合后，干扰LRP5/6 与Wnt-Frizzled 形成三元复合物，而DKK1-LRP5/6-Krm 复合物及β-catenin 则通过泛素化过程被降解，导致胞质内的β-catenin 不能进入细胞核与TCF 结合，该信号通路则被阻断，而Wnt 配体及Fz 卷曲蛋白与LRP5/6 结合后，在细胞内募集β-catenin，通过一系列过程使得β-catenin 不被降解最终进入细胞核与TCF 结合，该信号通路被激活。

目前，多项研究集中于如何通过负反馈机制有效控制Wnt 信号的无节制放大，而对于Wnt 信号的正反馈调节机制研究较少。在生长发育过程中，信号通路在特定时间和空间内能够被精确调节，主要依靠于细胞的反馈调节机制。经过对Wnt 信号转导通路的大量研究，目前已经发现了大量的负反馈调控因子，例如AXIN2、ZNRF3/RNF43 和NOTUM2-5，但在胚胎发育以及组织再生过程中，如何保持Wnt 信号通路持续激活的相关分子机制尚不明确。Feng Cong 团队前期研究发现一种与人类端粒有关的二磷酸腺苷核糖多聚合酶Tankyrase（TRF1-interacting，ankyrin-related ADP-ribosepolymerase），其抑制剂可以稳定AXIN 促进β-catenin 蛋白的降解，随后证明Tankyrase 可以催化AXIN 蛋白的PARsylation，这种特定的修饰可以被RNF146 识别并降解。最新研究发现，Tankyrase 抑制剂并不能阻止Wnt 刺激所引起的AXIN 蛋白降解。此外，通过各种高通量筛选发现了一个Wnt 信号通路的正调控因子-SIAH，它通过介导Wnt 引起的AXIN 蛋白降解，激活Wnt 信号通路。当然随着研究的逐步深入，越来越多的证据证明了Wnt 经典信号功能的复杂性。