经典Wnt信号通路通过调控Mbd3蛋白稳定性影响神经发生

本研究揭示了经典Wnt信号通路通过调控甲基化CpG结合域蛋白3（Mbd3）的稳定性来维持神经前体细胞（NPCs）稳态的新机制。研究人员发现Wnt3a通过抑制GSK3β介导的Mbd3泛素化降解，促进Mbd3-NuRD复合体在神经发生相关基因位点的富集，从而抑制神经元分化并维持NPCs干性。该发现为神经退行性疾病和胶质瘤的治疗提供了新的靶点思路。

　　

在大脑发育过程中，神经前体细胞（NPCs）如何平衡自我更新与分化是一个关键科学问题。这种被称为"NPC稳态"的精密调控一旦失衡，将导致神经发生异常，进而引发神经退行性疾病或脑肿瘤。虽然经典Wnt/β-catenin信号通路已被证实参与这一过程，但其下游具体效应分子仍不完全清楚。韩国全南大学（Chonnam National University）的研究团队在《Experimental & Molecular Medicine》发表的研究，首次揭示了表观调控因子Mbd3作为Wnt信号通路的新下游靶点，通过独特的蛋白稳定化机制调控神经发生的分子机理。

研究人员采用多学科技术手段开展研究：通过条件培养基（CM）和重组蛋白处理调控Wnt信号活性；利用免疫共沉淀（Co-IP）和体内泛素化实验证实Mbd3的降解机制；采用染色质免疫沉淀（ChIP-qPCR）分析Mbd3-NuRD复合体在神经基因位点的富集；结合免疫细胞化学（ICC）和荧光报告系统评估神经分化状态。

【Canonical Wnt signaling promotes Mbd3 protein stability】

研究发现β-catenin与Mbd3在神经分化过程中呈现同步的核定位变化模式。Wnt3a处理使2DIV分化细胞的Mbd3核定位增加3.2倍，而抑制剂DKK1则降低65%。TOPFlash报告系统证实这种调控具有剂量依赖性，且仅在经典Wnt通路激活时发生。

【Canonical Wnt signaling inhibits Mbd3 destabilization】

通过环己酰亚胺（CHX）追踪实验发现，Wnt3a可将Mbd3半衰期延长2.3倍。泛素化实验显示，MG132处理时Wnt3aCM组的Mbd3泛素化水平比LCM组降低58%，证实经典Wnt信号通过抑制泛素-蛋白酶体途径稳定Mbd3。

【GSK3β inhibition promotes Mbd3 protein stability】

GSK3β抑制剂CHIR处理使Mbd3核定位增加4.1倍。过表达GSK3β使Mbd3泛素化增加3.5倍，而siRNA敲降则降低42%。生物信息学预测发现Mbd3含有33个潜在GSK3β磷酸化位点，Co-IP证实两者存在生理性相互作用。

【Canonical Wnt signaling and GSK3β inhibition maintains stemness of NPCs】

Wnt3a处理使干细胞标志物CD133表达恢复至未分化状态的82%，而CHIR处理使其提高2.7倍。神经干细胞标志物Nestin和增殖标记Ki67在Wnt3a组分别增加3.1倍和2.8倍，表明经典Wnt激活维持NPCs干性。

【Canonical Wnt signaling promotes enrichment of Mbd3-NuRD complex】

ChIP-qPCR显示Wnt3a使Mbd3在NeuroD1基因位点的富集增加5.5倍，同时HDAC1和MTA1富集分别增加3.3倍和4.7倍。互作实验证实Wnt3a增强Mbd3与HDAC2、CHD3等NuRD亚基的结合。

这项研究首次阐明经典Wnt信号通过GSK3β-Mbd3-NuRD轴调控神经发生的新机制：在Wnt3a激活下，GSK3β活性受抑制，减少Mbd3泛素化降解；稳定的Mbd3蛋白促进NuRD复合体组装，抑制Dlx1、NeuroD1等神经分化基因转录，从而维持NPCs干性。该发现不仅拓展了对Wnt信号网络的认识，为神经再生医学提供了新靶点，也为理解胶质瘤等神经疾病中Wnt信号异常的表观遗传调控机制提供了理论依据。研究提出的"信号通路-表观调控"协同模式，可能普遍存在于其他发育和病理过程中，具有重要的生物学意义。