鸟核苷酸交换因子Net1和卷曲螺旋蛋白CCDC136b调控斑马鱼背部细胞命运

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脊椎动物的胚胎发育过程中,母源的Wnt/β-catenin信号通路对背部组织中心的诱导和背腹轴的建立非常重要。作为经典Wnt信号通路以及背部组织中心形成的关键因子,在胚胎发育过程中β-catenin需要被精密的调控。  Net1是RhoA特异的鸟核苷酸交换因子(GEF),通过激活RhoA调控着细胞骨架重塑和细胞粘附,因而在肿瘤细胞的迁移和侵润过程中十分重要。发现,斑马鱼的net1是合子时期表达的基因,在胚胎胚盾时期特异表达于背部组织中心和边缘区域。敲低net1后,斑马鱼背部组织中心的形成受到严重的抑制,而且背部标记基因的表达也显著下调。胚胎和哺乳动物细胞中的实验表明Net1对于Wnt/β-catenin信号的转导至关重要,而且Net1在斑马鱼早期发育以及Wnt/β-catenin信号通路中的功能是其GEF活性依赖的。在机制上,发现Net1调控着β-catenin Ser675的磷酸化,进而增强了β-catenin的转录活性。而且,免疫共沉淀的结果表明Net1与负责β-catenin Ser675的磷酸化的激酶PAK1有相互作用。进一步的实验表明,Net1会打开PAK1同源的二聚体形式,进而增强了其自身的磷酸化水平,从而引起了β-catenin Ser675的磷酸化及其转录活性的增强。  卷曲螺旋蛋白CCDC136是一个潜在的肿瘤抑制因子,而它在脊椎动物发育中的功能目前还不为人所知。斑马鱼有两个CCDC136基因,ccdc136a和ccdc136b。原位杂交结果表明只有ccdc136b是母源合子表达的,这预示着只有ccdc136b可能在斑马鱼早期胚胎发育中发挥着功能。发现,敲低ccdc136b会引起斑马鱼明显的的背部化表型。而胚胎和哺乳动物细胞中的实验表明Ccdc136b是Wnt/β-catenin信号通路中一个重要的负调控因子它,会降低β-catenin的稳定性。进一步的实验发现,Ccdc136b可以结合降解复合物的重要成员APC,而且Ccdc136b会增强APC和β-catenin的相互作用,进而降低β-catenin的稳定性。  综上所述,发现Net1和Ccdc136b分别作为Wnt/β-catenin信号通路的正负调控因子,控制着斑马鱼胚胎的背部细胞命运特化。而在很多肿瘤细胞中Wnt/β-catenin通路被异常激活,本文关于Wnt/β-catenin通路调控的发现对未来更深入了解癌症的发生发展提供了新的线索。
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