Wnt信号通过调控CK1α与PP2A相互作用抑制其激酶活性：揭示结直肠癌治疗新靶点

编辑推荐：本研究破解了Wnt信号通路调控β-catenin稳定性的关键机制，发现Wnt激活通过解离CK1α-PP2A复合物诱导CK1α自磷酸化（T321位点）并抑制其活性，首次阐明CK1α动态调控原理。该发现不仅填补了Wnt信号转导的理论空白，更为携带Wnt通路突变的结直肠癌（CRC）提供了特异性治疗靶点，相关成果发表于《Cell Reports》。

　　

在生命科学领域，Wnt信号通路犹如一把双刃剑——它既是胚胎发育的"总指挥"，又是癌症发生的"助推器"。这条古老而保守的通路通过调控β-catenin的稳定性，影响着细胞命运抉择和组织稳态。当这条通路失控时，就会引发包括结直肠癌在内的多种恶性肿瘤。尽管科学家们早已发现β-catenin的降解需要casein kinase 1α（CK1α）启动磷酸化级联反应，但四十年来，一个关键谜题始终未解：CK1α的活性是否受Wnt信号调控？这个问题的答案不仅关乎基础理论的完善，更对开发特异性抗癌药物具有重大意义。

针对这一科学难题，乔治城大学等机构的研究团队在《Cell Reports》发表了突破性成果。研究人员通过多学科技术手段，包括免疫共沉淀结合体外激酶实验、LC-MS/MS磷酸化位点鉴定、原位邻近连接实验（PLA）以及CRISPR基因编辑构建CK1α T321A突变细胞系等，系统揭示了Wnt信号调控CK1α活性的分子机制。临床样本分析采用了CPTAC数据库和包含49例患者的组织微阵列（TMA）。

Wnt信号调控CK1α激酶活性
研究人员首先从293T细胞中分离内源性CK1α，发现Wnt3a处理显著抑制其对β-catenin S45位点的磷酸化能力。通过质谱分析鉴定出两个Wnt诱导的磷酸化位点：S3和T321。其中T321A突变体表现出异常升高的激酶活性，提示T321自磷酸化是CK1α的负调控开关。进一步实验证实，激酶失活突变体K46A几乎丧失T321磷酸化能力，确证这是自磷酸化事件。

Wnt依赖性CK1α自磷酸化通过PP2A解离实现
质谱互作组学发现PP2A催化亚基（PPP2CA/PPP2CB）与CK1α的结合在Wnt激活后减弱。敲低PPP2CA（而非PPP2CB）显著减少T321磷酸化，PLA实验直观显示Wnt处理导致PPP2CA-CK1α相互作用减弱。这些结果揭示PP2A通过维持CK1α去磷酸化状态来保障其活性，而Wnt信号通过解离这种保护机制实现CK1α抑制。

Wnt刺激改变PPP2CA/CK1α/AXIN1复合物动态
AXIN1敲除破坏PP2A-CK1α互作，而AXIN稳定剂XAV-939可阻止Wnt诱导的PP2A-CK1α解离。有趣的是，PLA显示Wnt同时增强PP2A-AXIN1结合，表明AXIN1支架作用重塑是调控核心。这种"跷跷板"式的复合体重排，使得Wnt信号能将PP2A从CK1α"调派"至AXIN1。

磷酸化CK1α T321在CRC亚群中富集
CK1α T321A敲入细胞显示Wnt响应减弱，提示自磷酸化是信号放大机制。在5种CRC细胞系中，Caco2、HT29和LS174T呈现高水平p-CK1α T321。CPTAC数据库显示原发性CRC肿瘤中p-CK1α肽段丰度显著高于正常组织。组织芯片分析进一步发现，13%的原发性直肠癌存在p-CK1α高表达，这类肿瘤具有更高复发风险。

这项研究颠覆了"CK1α是组成型活性激酶"的传统认知，首次描绘出Wnt-PP2A-CK1α调控轴的全景图：在静息状态下，PP2A通过AXIN1支架与CK1α形成稳定复合物，维持CK1α活性；Wnt激活引发复合体重排，PP2A转向AXIN1导致CK1α自磷酸化（T321）失活，从而减少β-catenin磷酸化降解。这一发现不仅解决了Wnt信号转导领域长达四十年的理论争议，更对癌症治疗具有双重意义：一方面，靶向CK1α自磷酸化可能特异性抑制Wnt高活性肿瘤而不影响正常组织；另一方面，AXIN稳定剂（如TANKis）的抗癌机制可能部分通过重建PP2A-CK1α-AXIN复合物实现。该研究为开发针对Wnt依赖性肿瘤的精准疗法提供了全新视角和分子靶点。