TRIP12 E3泛素连接酶通过促进BRG1-β-catenin相互作用激活Wnt信号通路的分子机制

本研究揭示了甲状腺激素受体相互作用蛋白12(TRIP12)作为Wnt/β-catenin信号通路新型调控因子的重要作用。研究人员通过多物种模型证实，TRIP12通过泛素化染色质重塑复合体SWI/SNF的核心组分BRG1，促进其与β-catenin的相互作用，从而激活Wnt靶基因转录。该发现为理解信号通路如何特异性招募染色质重塑复合体提供了新机制，对发育异常和癌症治疗具有重要启示。

　　

在生命活动的精密调控网络中，Wnt信号通路犹如一位经验丰富的指挥家，协调着胚胎发育、组织稳态和细胞命运决定等重要生理过程。然而，当这位"指挥家"失控时，就会导致发育缺陷和癌症等多种疾病。尽管科学家们已经发现β-catenin是Wnt信号通路的核心转录共激活因子，但长期以来存在一个关键谜题：在信号激活后，染色质重塑复合体SWI/SNF是如何被精准招募到Wnt靶基因上的？这个问题的答案对于理解基因表达调控的精确时空特异性至关重要。

为了解开这个谜题，来自美国范德堡大学、达特茅斯学院和密歇根州立大学等机构的研究人员组成了跨国研究团队。他们发现E3泛素连接酶TRIP12在多个物种中都是Wnt信号的正向调节因子，并通过泛素化SWI/SNF复合体的催化亚基BRG1来促进其与β-catenin的相互作用。这项突破性研究成果发表在《Nature Communications》上，为信号通路与染色质重塑之间的对话机制提供了全新见解。

研究人员运用了多种前沿技术手段：基因编辑技术(CRISPRi)在斑马鱼和果蝇中进行功能验证；定量质谱分析鉴定TRIP12的相互作用蛋白；体外泛素化实验证实BRG1是TRIP12的直接底物；纳米荧光素酶互补系统(HiBiT)定量检测蛋白质相互作用；以及类器官培养技术研究APC突变肠癌模型的分子机制。

TRIP12促进Wnt/Wingless信号传导
研究团队首先在人类细胞中发现TRIP12敲除会显著抑制Wnt3a刺激的报告基因活性，而过表达TRIP12则增强这一活性。在斑马鱼胚胎中，TRIP12过表达导致典型的Wnt激活表型——无眼畸形，而这一表型可通过注射TRIP12吗啉代寡核苷酸(MO)挽救。在果蝇模型中，Ctrip(TRIP12的果蝇同源基因)敲除导致Wingless靶基因sens和notum表达下降，成虫翅膀边缘出现缺刻，这些表型与Wnt受体Arrow/LRP6敲除的表型相似。

TRIP12作用于β-catenin破坏复合体下游
通过遗传上位性分析，研究人员将TRIP12的功能定位在β-catenin破坏复合体下游。在人类细胞中，TRIP12敲除能够抑制由Axin或APC敲除引起的Wnt通路过度激活。在APCmin小鼠肠类器官中，TRIP12敲除导致类器官尺寸减小并促进细胞分化。果蝇实验进一步证实，Ctrip敲除可以抑制由Apc1缺失或组成型活性Armadillo/β-catenin(Arm^S10
)过表达引起的Wnt通路过度激活。

TRIP12与SWI/SNF组分BRG1相互作用
通过TurboID邻近标记技术和免疫共沉淀质谱分析，研究人员鉴定出358个TRIP12潜在相互作用蛋白，其中包含SWI/SNF复合体的多个组分，特别是其催化亚基BRG1。免疫共沉淀和邻近连接实验证实这一相互作用是直接的且不依赖于Wnt信号激活。

BRG1是TRIP12介导Wnt信号传导的必要条件
在人类细胞中，BRG1敲除抑制了Wnt3a诱导的信号激活，且阻断了TRIP12过表达引起的Wnt通路增强。果蝇实验显示，brahma(brm，BRG1的果蝇同源基因)敲除导致Wingless靶基因表达下降，表型与Ctrip敲除相似，证实SWI/SNF复合体在Wnt信号传导中的保守作用。

TRIP12泛素化BRG1但不影响其稳定性
MBP串联泛素结合实体(TUBE)下拉实验显示，TRIP12过表达增强BRG1的多聚泛素化，而催化失活的TRIP12突变体(TRIP12-CD)则无此作用。体外实验证实重组TRIP12的HECT结构域可直接泛素化BRG1。值得注意的是，这种泛素化并不影响BRG1的蛋白稳定性，这与TRIP12已知底物BAF57的调控模式不同。

TRIP12增强BRG1与β-catenin的结合
关键发现表明，TRIP12通过其泛素连接酶活性促进BRG1与β-catenin的相互作用。在Wnt3a刺激下，TRIP12敲除细胞中BRG1与β-catenin的结合显著减弱，而过表达野生型TRIP12则增强这一相互作用。纳米荧光素酶互补系统定量证实，TRIP12的表达水平与BRG1-β-catenin相互作用强度呈正相关。

这项研究的重要意义在于揭示了一个全新的Wnt信号调控机制：在Wnt刺激下，TRIP12通过泛素化BRG1，促进其与核内β-catenin的结合，从而指导SWI/SNF复合体定位到Wnt靶基因上。这一发现不仅解释了信号通路如何特异性招募染色质重塑复合体这一长期悬而未决的问题，还为理解TRIP12在癌症中的作用提供了新视角。研究显示，在胰腺癌患者中，高TRIP12表达与不良预后相关，提示TRIP12-BRG1-β-catenin轴可能是治疗Wnt依赖性肿瘤的潜在靶点。

从更广泛的视角看，这项研究提出的"信号诱导的转录因子与染色质重塑因子相互作用"模型，可能也适用于其他信号通路。例如，已有研究表明SWI/SNF复合体可与雌激素受体、雄激素受体等核受体相互作用。因此，靶向调控这类相互作用的策略，可能为选择性激活特定通路转录程序提供新思路，为精准医学开辟新途径。