Pasovec/Gid8介导Wg/Wnt信号中β-catenin的核转运：IFT-A微管相关复合物的新调控机制

《SCIENCE ADVANCES》：Nuclear translocation of β-catenin in Wg/Wnt signaling via the IFT-A microtubule–associated complex requires Pasovec/Gid8 proteins

本研究聚焦Wg/Wnt信号通路中β-catenin（β-cat）核转运的调控难题，通过果蝇与人类细胞模型，首次揭示保守蛋白Pasovec/Gid8与IFT-A/Kinesin2复合物协同作用，直接结合β-cat及IFT140，并通过其CRA结构域促进β-cat核定位。该发现不仅完善了Wnt信号转导机制，还为癌症等疾病提供了潜在治疗靶点。

　　

Wnt信号通路是调控胚胎发育、组织稳态和细胞命运的核心通路，其异常激活与多种癌症、发育缺陷等疾病密切相关。在该通路中，β-catenin（β-cat，果蝇中称为Armadillo/Arm）作为关键转录共激活因子，其从细胞质到细胞核的转运是信号传递的限速步骤。尽管已知IFT-A（intraflagellar transport-A）复合物与Kinesin2驱动蛋白参与此过程，但稳定β-cat突变体（如ArmS10）仍能在缺乏IFT-A结合的情况下入核，提示存在其他未知因子协同调控核转运。这一机制空白限制了针对Wnt通路异常疾病（尤其是癌症）的精准干预策略开发。

为此，研究团队在《SCIENCE ADVANCES》上发表了题为“Nuclear translocation of β-catenin in Wg/Wnt signaling via the IFT-A microtubule–associated complex requires Pasovec/Gid8 proteins”的论文，系统揭示了保守蛋白Pasovec（Psv，哺乳动物中为Gid8）在β-cat核转运中的不可或缺作用。

研究中采用的关键技术方法包括：利用果蝇UAS/Gal4系统进行组织特异性基因敲低（RNAi）和过表达；通过CRISPR-Cas9技术构建psv功能缺失突变体；采用免疫共沉淀（co-IP）和GST pull-down验证蛋白互作；使用果蝇唾液腺核转运 assay 和免疫荧光显微术观察β-cat核定位；通过人类癌症细胞系（HCC1395、HCT116、DLD1）进行荧光素酶报告基因（TOP/FOP）和细胞增殖（MTT） assay 验证保守性。

研究结果

1. 1.
   CG18467/pasovec敲低呈现Wg信号缺陷
   在果蝇翅膀发育模型中，敲低psv导致翅膀边缘缺失和Wg靶基因Sens、Dll表达下调，表型类似wg和arm突变体。唾液腺实验中，psv敲低完全阻断Wg诱导的β-cat核定位，且核提取物Western blot显示核内β-cat显著减少，而总β-cat水平不变，证实psv特异性调控核转运而非蛋白稳定性。
2. 2.
   pasovec功能缺失突变体显示Wg信号缺陷
   利用CRISPR-Cas9构建的psv纯合突变体在翅膀碟片克隆中几乎完全丧失Sens和Dll表达，且与IFT140敲低无增强效应，表明两者作用于同一通路。胚胎阶段，psv突变导致体节极性缺陷，与arm突变表型一致，证实其在多组织中通用性。
3. 3.
   psv与IFT-A/Kinesin2复合物功能互作
   遗传互作实验显示，psv与IFT140双敲低导致翅膀边缘缺失加剧，而过表达IFT140可挽救psv敲低表型，表明两者协同作用且均可成为限速因子。类似互作亦见于Kinesin2/Klp64D及其适配蛋白Kap3。
4. 4.
   Psv直接结合IFT140和Arm/β-cat
   in vitro结合实验证实GST-Psv可直接结合MBP-IFT140和MBP-Arm。Co-IP实验进一步验证内源性Psv与IFT140在果蝇翅膀碟片中形成生理复合物。
5. 5.
   Psv在体内与IFT-A复合物共定位
   免疫荧光显示，在翅膀碟片和唾液腺中，Psv与IFT140、Klp64D在细胞质斑点中部分共定位，且不依赖于Wg信号激活，提示Psv-IFT-A复合物在信号传导前已组装。
6. 6.
   Psv的CRA结构域为Wg/Wnt信号必需
   Psv的CRA（C-terminal RanBPM–associated）结构域中保守基序LLAFD突变为AAAFD后，蛋白核定位丧失。在果蝇翅膀中表达此突变体（Psv^mut）导致翅膀边缘缺陷，且可增强arm敲低表型；在人类癌细胞中表达相应Gid8突变体（Gid8^mut）显著抑制Wnt报告基因活性和细胞增殖，证明该结构域在进化中功能保守，且突变体可作为Wnt信号抑制剂。
7. 7.
   Psv影响稳定β-cat突变体ArmS10的核定位
   虽然单敲低psv或IFT140对ArmS10核定位影响微弱，但双敲低可几乎完全阻断其核进入，并在翅膀模型中挽救ArmS10引起的过度激活表型，表明Psv与IFT-A共同应对不同形式的β-cat。
8. 8.
   Psv与IFT140结合β-cat的不同区域
   结合位点图谱显示，Psv结合于Arm的76–150区域，而IFT140结合于相邻的34–87区域，两者非重叠但可同时结合，形成复合物协同推进核转运。功能实验显示，过表达IFT140可挽救Arm^34–87肽段（竞争性抑制IFT140结合）引起的表型，而过表达Psv则不能，进一步证实两者功能非冗余且各自不可替代。

结论与讨论

本研究首次鉴定出保守蛋白Pasovec/Gid8是Wg/Wnt信号中β-cat核转运的关键新因子。它通过直接结合β-cat的N端区域（76–150）和IFT-A核心组分IFT140，与IFT-A/Kinesin2复合物组装成功能单元，共同驱动β-cat沿微管向核转运。其中，Psv的CRA结构域（可能通过RanBPM互作）提供了连接核输入机制的关键接口，而该结构域的特定位点突变体能作为显性抑制工具，在果蝇和人类癌细胞中有效阻断Wnt信号。

这些发现不仅解答了“β-cat如何在不依赖经典核定位信号（NLS）的情况下入核”这一长期疑问，还揭示了IFT-A与Psv/Gid8的非冗余协同机制。尤其在癌症语境中，针对Psv/Gid8 CRA结构域的小分子干预，有望为APC或β-cat突变导致的 constitutive Wnt信号激活（如结直肠癌）提供新策略。同时，研究提示Gid8家族不同旁系同源物（如果蝇Psv与Houki）可能通过差异的CTLH复合物关联，分别调控经典Wnt/β-cat与平面细胞极性（PCP）通路，为理解Wnt信号网络的多层次调控开辟了新视角。