Wnt signaloinnista ja PPARgamma tumareseptorista

• Eräs suomalainen väitöskirja antaa myös  uutta tietoa solujen välisestä viestinnästä

Julkaistu 09.04.2010/Väitöskirjat
Wnt-geenien tuottamat Wnt-proteiinit ovat soluista ulos erittyviä solusignalointitekijöitä/viestimolekyylejä, joilla on keskeinen merkitys monissa alkionkehityksen vaiheissa. Ne säätelevät solutoimintoja useissa eri yksilön elinkaaren vaiheissa, aina varhaiskehityksestä vanhenemiseen asti. Wnt-viestien tehtävänä on välittää informaatiota mm. elinkehitykseen osallistuvien soluryhmien välillä kudosrakenteiden synnyttämiseksi. Wnt-proteiinit säätelevät mm. solujen elinkykyä, jakautumista, erilaistumista, liikkumista ja sitoutumista toisiin soluihin tai ympäristöönsä. Wnt-proteiinit ohjaavat näitä tapahtumia sitoutumalla solujen kalvoilla sijaitseviin reseptoreihinsa. Sitoutuminen johtaa reseptorien aktivoitumiseen ja spesifiseen solunsisäiseen signalointivasteeseen. Tämä signalointivaste välittyy solunsisäisten signalointiproteiinien välityksellä muutoksiksi geenien aktiivisuudessa tai solujen tukirangan muodossa. Häiriintynyt Wnt-signalointi on monien vakavien sairauksien taustalla (mm. syöpä). On tärkeää oppia ymmärtämään vielä monin osin huonosti tunnettua Wnt-proteiinien toimintaa. Väitöstyössä on tutkittu yhden Wnt-geenin/proteiinin (Wnt-11) säätelemiä solusignalointivasteita soluviljelymallissa sekä osuutta sydämenkehityksessä. Tavoite oli löytää myös uusia Wnt-signaloinnin säätelemiä geenejä. Työn tulokset osoittavat, että Wnt-11 säätelee useita keskeisiä solusignalointivasteita nisäkässoluissa, joiden on osoitettu liittyvän suureen määrään tärkeitä solutoimintoja useissa kehitysvaiheissa ja tautitiloissa, mm. syövissä. Wnt-11 todettiin lisäävän solujen elinkykyä. Osaa työssä kuvatuista signalointivasteista ei ole aiemmin raportoitu, mutta työssä vahvistettiin myös aiempia havaintoja. Työssä osoitetaan myös ensimmäistä kertaa, että Wnt-11:lla on tärkeä tehtävä sydämen kammiolihaksen kehityksessä. Wnt-11 säätelee sydänlihassolujen järjestäytymistä ja kiinnittymistä toisiinsa. Jos Wnt-11 geenin toiminta on poistettu geeniteknisesti, yksilöt eivät ole elinkykyisiä johtuen sydänlihaksen kehityshäiriöstä. Työssä löydettiin myös useita uusia kandidaatteja Wnt signaloinnin kohdegeeneiksi sekä varmistettiin jo aikaisemmin löydettyjä geenejä. Tutkimus tuo oleellista tietoa siitä, miten Wnt-signalointi välittää solujen viestintää ja ohjaa elinmuodostustapahtumaa yksilönkehityksen kuluessa. Antti Railon väitöskirja, Wnt-11 signalling, its role in cardiogenesis and identification of Wnt/β-catenin pathway target genes (Wnt-11 välitteinen soluviestintä, sen tehtävät sydämenkehityksessä ja Wnt/β-kateniini signalointireitin kohdegeenien identifiointi), tarkastettiin Oulun yliopistossa 9.4.

• Ruotsissa Vuoden  2014 väitöskirja: WISP2 on mesenkymaalisolun kanonisen Wnt-tien aktivaattori.

(PPARgamma puolestaan on tuman hormoni reseptori ja transkriptiotekijä
 http://ajpendo.physiology.org/content/299/1/E3 )

J Biol Chem. 2014 Mar 7;289(10):6899-907. doi: 10.1074/jbc.M113.511964. Epub 2014 Jan 22. The Novel Secreted Adipokine WNT1-inducible Signaling Pathway Protein 2 (WISP2) Is a Mesenchymal Cell Activator of Canonical WNT. Grünberg JR¹, Hammarstedt A, Hedjazifar S, Smith U.

Tiivistelmä

Wnt1-indusoituva signaaliproteiini 2 (WISP2) ilmenee primääristi mesenkymaalisissa kantasoluissa, fibroblasteissa ja adipogeenisissä esisoluissa. Siitä on sekä erittynyt että sytosolinen proteiini ja jälkimmäinen (WISP2) säätelee esisolussa adipogeneettisen solulinjan valintaa ja PPAR-gamma induktiota BMP4:n avulla. 

 Tutkijat halusivat tarkemmin selvittää erittyneen proteiinin vaikutuksia He tekivät täyspitkää ja lyhempää ei-sekretorista WISP2-muotoa fibroblasteissa. Erittynyt mutta ei lyhennetty WISP2 aktivoi kanonisen wnt-tien kohonneilla beta-kateniinin pitoisuuksilla, sen tumakohde fosforyloitui ja tapahtui LRP5/6 fosforylaatio. Myös PPAR-gamman aktivaatio estyi.
 Erittyneen WISP2:n vaikutus saatiin kumottua  wnt-antagonistilla (DICKOPF-1). 

Kohdesoluja olivat myös eräät erilaistuneet rasvasolut, joissa solunulkoinen WISP2 aktivoi kanonisen wnt-tien, esti PPAR-gammaa ja siihen liittyvää adipogeneesiä ja WNT3a tapaan edisti osittaista solujen dedifferentioitumista ja myofibroblastisen fenotyypin ilmenemistä aktivoimalla fibroosin merkitsijöitä. Täten WISP2 vaikuttaa kaksoivaikutuksella mesenkymaalisiin esisoluihin: Erittynyt WISP2 aktivoi kanonista wnt-tietä ja ylläpitää soluissa differentoimattomuustilaa, kun taas sytosolinen WISP2 säätelee adipogeneettisen solulinjan valiutumisita.
 

• Abstract . WNT1-inducible-signaling pathway protein 2 (WISP2) is primarily expressed in mesenchymal stem cells, fibroblasts, and adipogenic precursor cells. It is both a secreted and cytosolic protein, the latter regulating precursor cell adipogenic commitment and PPARγ induction by BMP4. 
• To examine the effect of the secreted protein, we expressed a full-length and a truncated, non-secreted WISP2 in NIH3T3 fibroblasts. 
• Secreted, but not truncated WISP2 activated the canonical WNT pathway with increased β-catenin levels, its nuclear targeting phosphorylation, and LRP5/6 phosphorylation. It also inhibited Pparg activation and the effect of secreted WISP2 was reversed by the WNT antagonist DICKKOPF-1.
•  Differentiated 3T3-L1 adipose cells were also target cells where extracellular WISP2 activated the canonical WNT pathway, inhibited Pparg and associated adipose genes and, similar to WNT3a, promoted partial dedifferentiation of the cells and the induction of a myofibroblast phenotype with activation of markers of fibrosis. Thus, WISP2 exerts dual actions in mesenchymal precursor cells; secreted WISP2 activates canonical WNT and maintains the cells in an undifferentiated state, whereas cytosolic WISP2 regulates adipogenic commitment.
• KEYWORDS:Adipose Tissue; Beta-catenin; Bone Morphogenetic Protein (BMP); Cell Biology; Obesity; Peroxisome Proliferator-activated receptor (PPAR); Wnt Pathway