论文部分内容阅读
Wnt信号转导途径作为一个在生物体进化过程中一类高度保守的信号转导途径，不仅参与了生物体发育的方方面面还在多种疾病的发生及发展过程中发挥重要作用。在早期的胚胎发育过程中，Wnt信号转导途径参与调节了生物体背腹轴的形成、胚层的建立以及细胞的命运决定等生物学事件。Wnt信号转导途径的失调与多种疾病的发生和发展紧密联系。因此，筛选出针对Wnt信号转导途径的小分子化合物不仅有利于我们拥有“分子探针”去阐述该信号转导途径的机制及其生物学意义，也可能为治疗由Wnt信号转导途径的失调导致的疾病提供先导化合物。 通过哺乳动物细胞报告基因筛选系统，我们发现了N-甲基-4-乙基-5，6-二氢-8，9-二氧亚甲基-菲啶（代号为HLY78）的全新的调节Wnt信号转导途径的小分子。我们的实验结果表明，HLY78能够以一种依赖于Wnt受体的形式协同激活Wnt信号转导途径。进一步的研究发现，HLY78在Wnt信号转导途径中的靶点蛋白是Axin，并且结合的区域是Axin的DAX结构域。通过HLY78的结合，Axin与Wnt信号共受体LRP6的结合显著提高，由此促进了Wnt信号转导途径激活的标志性事件——LRP6的磷酸化，进而提高了Wnt信号转导途径的激活效率。通过结构生物学的帮助，我们发现了Axin的DAX结构域中与HLY78结合的重要氨基酸位点，进一步通过点突变研究确认了HLY78影响Wnt信号转导途径是通过与DAX结构域结合所介导的。通过后续深入的探索，我们进一步确认了HLY78增强Axin与LRP6相互作用的缘由，提出了Axin存在“自抑制”的一个模型:Axin分子内的N端和C端存在相互作用，这种作用抑制了Axin与LRP6的结合。HLY78结合AxinC端的DAX结构域解除了其与N端的相互作用，使Axin处于一种“开放”的构象，其与Wnt信号共受体LRP6之间的相互作用明显提高，进而增强LRP6的磷酸化及活化，最终促进Wnt信号的传递。 本论文还进一步在动物水平探索了HLY78对经典Wnt信号途径的这种激活作用与胚胎发育以及干细胞调控的关系。利用斑马鱼胚胎发育系统，我们确认了HLY78的确能够协同Wnt信号转导途径调节早期的胚胎发育。同时由于Wnt信号转导途径在干细胞增殖中起着至关重要的作用，我们发现HLY78能够显著提高斑马鱼的造血干细胞的数量，并且这种提高是通过激活Wnt信号转导途径产生的结果。 综上所述，我们的工作鉴定出了一种全新的调节Wnt信号转导途径的小分子化合物HLY78，确认了HLY78通过结合Axin，解除Axin的N端与C端的结合，进而提高Axin与LRP6的相互作用正向调节经典Wnt信号传递的功能，并初步研究了HLY78能够以依赖Wnt信号转导途径的形式显著提高造血干细胞的数量，这为HLY78作为一种潜在的药物先导化合物提供了方向。