综述:神经系统疾病中的 Wnt 信号过量

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Biochemical Journal 4.4

编辑推荐:

  该综述聚焦 Wnt 信号通路,探讨其在神经发育、神经退行性疾病及癌症中的作用。指出 Wnt 通路分经典(Wnt/β-catenin)和非经典(Wnt/PCP、Wnt/Ca2?)类型,其失调与自闭症谱系障碍(ASD)、阿尔茨海默病(AD)等多种疾病相关,还讨论了 Wnt 抑制的治疗前景。

  
Wnt(wingless/integrated)基因家族编码高度保守的分泌型配体,在胚胎发生、组织发育和体内平衡中起关键作用。其信号通路主要有三种:Wnt/β-catenin 依赖性通路(经典通路)、Wnt / 平面细胞极性(PCP)通路和 Wnt/Ca2?通路。

经典 Wnt/β-catenin 通路中,无活性 Wnt 信号时,β-catenin 与破坏复合体(APC、Axin、CK1、GSK3)结合并被降解;Wnt 配体结合受体后,破坏复合体形成受阻,β-catenin 积累并入核激活靶基因转录。该通路受 Dickkopf(DKK)、分泌型 Fzd 相关蛋白(SFRPs)等多种调节因子调控。

Wnt/PCP 通路涉及上游 PCP 组件提供极性信号,核心 PCP 组件在细胞内建立平面极性,通过小 G 蛋白 RhoA 和 RAC 激活下游信号,在神经管闭合、纤毛生成等过程中至关重要。

Wnt/Ca2?通路中,Wnt-Fzd 结合通过 G 蛋白激活磷脂酶 C(PLC),升高细胞内 Ca2?水平,激活蛋白激酶 C(PKC)等下游效应器,与发育和癌症相关。

经典通路主要调节基因表达、神经发生等长期过程,非经典通路控制细胞极性、钙稳态等即时反应,两者在神经疾病中可协同或拮抗作用。

Wnt 信号对胚胎发生、细胞增殖迁移等至关重要,在神经发育中参与细胞增殖、树突发育等,其异常与神经发育和退行性疾病相关。例如,β-catenin(CTNNB1 基因编码)单倍不足会导致智力障碍和神经发育障碍;FZD3 功能丧失突变与精神分裂症相关;Wnt1 缺失导致小鼠中脑和小脑严重萎缩。

在成熟神经系统中,Wnt 信号持续表达对维持体内平衡很重要,但过度激活也会引发问题。如 Dkk1 敲除小鼠因 Wnt 抑制缺失导致头部结构缺失;APC2 缺失导致无脑回畸形。

在罕见孟德尔神经发育障碍(NDDs)中,APC2 缺失导致神经元迁移紊乱和无脑回畸形;TSC2 突变通过异常 β-catenin 信号引发结节性硬化症相关症状;IRF2BPL 突变导致 WNT1 转录增加和 Wnt 信号激活,引发 NEDAMSS;UBE3A 自闭症相关变体可增强 Wnt/β-catenin 信号;CHD8 单倍不足通过负调控 β-catenin 靶基因表达与 ASD 等相关。

自闭症谱系障碍(ASD)中,约 30-40% 患者合并 NDDs,超半数 ASD 相关基因与 Wnt 信号通路有关,TBL1XR1、MED13L、PTK7 等基因变异通过影响 Wnt 信号参与 ASD 病理。

精神分裂症中,WNT1 配体上调,Tcf4 单核苷酸多态性与疾病相关,DISC1 缺失可通过抑制 GSK3β 增强 Wnt/β-catenin 信号;双相情感障碍(BPAD)和注意力缺陷多动障碍(ADHD)也与 Wnt 信号通路基因变异相关,ADHD 患者神经干细胞中 GSK3β 和 β-catenin 蛋白表达改变,提示 Wnt 活性升高。

在阿尔茨海默病(AD)中,Wnt 与 GRN 呈负相关,Aβ 可能减少 Wnt 信号,而异常 Wnt 信号也可能参与神经退行性变;帕金森病(PD)中,Parkin 缺失导致 β-catenin 积累,LRRK2 突变使 Wnt 信号升高;亨廷顿病(HD)模型中 β-catenin 水平增加,Wnt/β-catenin 通路基因表达异常;脊髓小脑性共济失调 1 型(SCA1)中,ataxin-1 增强 Wnt/β-catenin 信号活性,可能与 PCP 信号失调相关。

Wnt 信号升高与多种癌症相关,如 Wnt1 过度转录可导致小鼠乳腺增生和肿瘤。在胶质母细胞瘤(GBM)中,FAT1 缺失导致 Wnt/β-catenin 信号过度激活,且 GBM 细胞中 Wnt 通路抑制剂表观遗传表达降低;髓母细胞瘤(MB)与 WNT 信号基因突变相关,如 CTNNB1、APC 等。ASD 相关基因与癌症相关基因存在重叠,但 ASD 患者童年癌症风险未增加。

针对 Wnt 信号通路的治疗策略正在探索中,多种 Wnt 抑制剂如 LGK974、XAV939 等在临床试验或模型中显示出潜力,但需考虑 Wnt 信号的背景依赖性和潜在副作用。

总之,Wnt 信号通路在神经发育、退行性疾病和癌症中作用复杂,其失调与多种疾病相关,深入理解其机制可为治疗提供新方向,但靶向治疗需谨慎考虑其背景依赖性和与其他通路的相互作用。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号