Wnt2b是一种属于Wnt基因家族的蛋白质编码基因,Wnt基因家族是一组在动物发育过程中发挥关键作用的分泌性糖蛋白。Wnt2b基因位于人类染色体1p13.2,与WNT2基因位于人类染色体7q31.2的WNT2-ST7-CAPZA2区域形成同源基因簇。Wnt2b基因存在两种剪接变体,变体1编码分泌型糖蛋白,变体2编码跨膜型糖蛋白。在哺乳动物进化过程中,Wnt2b获得了跨膜结构域和整合素靶向RGD基序。Wnt2b变体2是进化上保守的主要转录本,通过激活β-连环蛋白/TCF信号通路和SNAIL/EMT信号通路来决定细胞命运。
Wnt2b在胚胎发生期间作为神经或视网膜祖细胞的干细胞因子,在成癌过程中也发挥着重要作用。Wnt2b的表达与胃癌、食管癌和皮肤基底细胞癌有关。抗Wnt2b单克隆抗体可以作为干细胞生物学领域中选择干细胞的标记物。可溶性Wnt2b蛋白或小分子Wnt2b模拟化合物可用于组织工程和再生医学领域的干细胞扩增。抗Wnt2b单克隆抗体、Wnt2b RNAi化合物或小分子Wnt2b抑制剂可作为临床肿瘤学领域治疗胃癌和食管癌的新型治疗剂[1]。
Wnt2b在维持肠道干细胞池中发挥着重要作用。Wnt2b缺乏的小鼠表现出对结肠损伤的易感性增加,但在小肠损伤方面没有明显差异。Wnt2b缺乏的人类肠类器官表现出异常的上皮组织结构和增加的间充质基因特征。Wnt2b在维持肠道干细胞池和上皮完整性方面发挥着重要作用[2]。
Wnt2b和Wnt5a的表达与非小细胞肺癌中M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的密度显著相关。Wnt2b和Wnt5a高表达组的肿瘤和间质细胞中M2 TAMs的密度显著高于低表达组。此外,Wnt2b和Wnt5a高表达组中Ki-67增殖指数也显著升高。Wnt2b和Wnt5a的表达可能与M2 TAMs的生成有关,从而在肿瘤进展中发挥重要作用[3]。
uniSTING是一种基于聚合物结构的通用STING模拟物,可以激活STING信号通路,并通过选择性刺激肿瘤控制IRF3/IFN-I信号通路,而不是肿瘤进展NF-κB信号通路,增强抗肿瘤免疫。uniSTING处理后的肿瘤细胞释放的细胞外囊泡可以进一步通过包含miRNAs的细胞外囊泡来敏感化树突状细胞。uniSTING与α-Wnt2b抗体联合使用可以协同抑制肿瘤生长并延长动物存活时间。uniSTING-mRNA通过脂质纳米颗粒(LNPs)的递送可以克服STING治疗的障碍,为多种癌症类型的治疗提供新的策略[4]。
Wnt2b基因在进化过程中经历了分子进化。大鼠Wnt2b基因由五个外显子组成,位于AC106372.5基因组序列中。Wnt2b核心启动子区域是一个进化上保守的区域。大鼠Wnt2b启动子的GC含量为71.8%。大鼠Wnt2b、小鼠Wnt2b和人类WNT2B启动子中的E框、CP2结合位点、CCAAT框和ZNFN1A1(IKAROS)结合位点位于保守区域。大鼠Wnt2b、人类WNT2B变体2和其他脊椎动物Wnt2b同源物是II型跨膜蛋白,具有可切割的细胞外WNT结构域,而脊椎动物Wnt2同源物是分泌蛋白。脊椎动物Wnt2b和Wnt2同源物中保守了24个半胱氨酸残基。大鼠Wnt2b和哺乳动物Wnt2b同源物中的糖基化位点位于Asn 283,但不在脊椎动物Wnt2同源物和斑马鱼wnt2b中。斑马鱼wnt2b获得了N端细胞质区域以进化成II型跨膜蛋白,随后哺乳动物Wnt2b同源物在细胞外WNT结构域中获得了整合素靶向RGD基序[5]。
Foxf2是一种叉头转录因子,可以抑制骨形成。Foxf2的表达在间充质干细胞(MSCs)分化为成骨细胞的过程中暂时增加。Foxf2在MSCs中的过表达抑制了成骨细胞的分化,而Foxf2表达的下调则促进了这一过程。Foxf2基因敲除小鼠表现出高骨量表型,骨形成增加。RNA-seq分析和分子实验表明,Foxf2通过Wnt2b/β-连环蛋白信号通路调节骨形成。Foxf2在骨质疏松症和其他骨相关疾病的发生发展中发挥着重要作用[6]。
Wnt2b和Wnt7b的表达水平在神经管缺陷(NTDs)中异常上调。在NTDs的小鼠胎儿中,Wnt2b和Wnt7b的转录活性异常上调,GC丰富的启动子区域中组蛋白3赖氨酸4(H3K4)乙酰化增加,而H3K27三甲基化减少。此外,在目标区域的表观遗传修饰中,多个CpG位点的甲基化水平显著降低。在人类NTDs中也检测到了这些Wnt基因的异常表观遗传修饰。Wnt2b和Wnt7b的异常表达可能与NTDs的发生发展有关[7]。
Wnt2b的过表达被认为与肿瘤进展有关,通过激活Wnt信号通路。沉默Wnt2B表达可以抑制卵巢癌细胞系的侵袭性和耐药性。Wnt2B的下调抑制了细胞集落形成和侵袭能力,并增强了紫杉醇或顺铂的敏感性。沉默Wnt2B后,caspase-9/B细胞淋巴瘤2(BCL2)/B细胞淋巴瘤-xL(BCL-xL)信号通路和上皮-间质转化/磷酸化蛋白激酶B信号通路被抑制。Wnt2B在卵巢癌的转移和耐药性中发挥着重要作用[8]。
Wnt2b基因多态性与中国汉族人群缺血性卒中的易感性相关。在缺血性卒中患者中,Wnt2b基因的表达上调。rs12037987和rs10776752位点的基因多态性与缺血性卒中的易感性增加相关。此外,rs12037987和rs10776752位点的基因多态性与65岁以下人群的缺血性卒中风险增加相关。Wnt2b基因多态性可能与缺血性卒中的发生发展有关[9]。
Wnt2b和Egfl6和Arhgap28是尾再生过程中的关键基因。在正常和烧灼条件下,尾再生过程中的基因表达分析表明,在正常胚芽中,Wnt2b、Egfl6、Wnt6和Mycn等癌基因的表达水平高于其他癌基因(Hmga2、RhoV、Fgf8、Fgfr4、Tert、Shh)和肿瘤抑制因子(Apcdd1、P63、Rb、Fat2、Bcl11b)。在7天烧灼后,免疫调节基因Nfatc4和Lef1的表达水平高于正常胚芽和3天烧灼后,表明免疫反应的诱导有利于瘢痕形成。正常胚芽中癌基因Wnt2b和Egfl6的过度表达以及7天烧灼后肿瘤抑制因子Arhgap28的过度表达表明它们是尾再生过程中调节再生的关键基因[10]。
综上所述,Wnt2b在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括胚胎发生、成癌、肠道稳态、肿瘤进展和骨形成等。Wnt2b的异常表达和基因多态性与多种疾病的发生发展相关,包括神经管缺陷、缺血性卒中和癌症。Wnt2b的研究为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Katoh, Masaru. . WNT2B: comparative integromics and clinical applications (Review). In International journal of molecular medicine, 16, 1103-8. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16273293/
2. O'Connell, Amy E, Raveenthiraraj, Sathuwarman, Adegboye, Comfort, Helmrath, Michael, Breault, David T. 2023. WNT2B Deficiency Causes Increased Susceptibility to Colitis in Mice and Impairs Intestinal Epithelial Development in Humans. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2023.04.21.537894. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37131772/
3. Sumitomo, Ryota, Huang, Cheng-Long, Ando, Hidenori, Cho, Hiroyuki, Date, Hiroshi. 2022. Wnt2b and Wnt5a expression is highly associated with M2 TAMs in non‑small cell lung cancer. In Oncology reports, 48, . doi:10.3892/or.2022.8404. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36102318/
4. Wang, Ying, Li, Sirui, Hu, Mengying, Ting, Jenny P-Y, Liu, Rihe. 2024. Universal STING mimic boosts antitumour immunity via preferential activation of tumour control signalling pathways. In Nature nanotechnology, 19, 856-866. doi:10.1038/s41565-024-01624-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38480836/
5. Katoh, Masaru. . Molecular evolution of Wnt2b orthologs. In International journal of oncology, 26, 1135-9. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15754012/
6. Tanaka, Tomoyuki, Takahashi, Akira, Kobayashi, Yutaka, Carlsson, Peter, Inose, Hiroyuki. 2022. Foxf2 represses bone formation via Wnt2b/β-catenin signaling. In Experimental & molecular medicine, 54, 753-764. doi:10.1038/s12276-022-00779-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35668101/
7. Bai, Baoling, Chen, Shuyuan, Zhang, Qin, Jiang, Qian, Li, Huili. 2015. Abnormal epigenetic regulation of the gene expression levels of Wnt2b and Wnt7b: Implications for neural tube defects. In Molecular medicine reports, 13, 99-106. doi:10.3892/mmr.2015.4514. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26548512/
8. Wang, Hongyan, Fan, Liangsheng, Xia, Xi, Ma, Ding, Huang, Xiaoyuan. . Silencing Wnt2B by siRNA interference inhibits metastasis and enhances chemotherapy sensitivity in ovarian cancer. In International journal of gynecological cancer : official journal of the International Gynecological Cancer Society, 22, 755-61. doi:10.1097/IGC.0b013e3182540284. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22635028/
9. Yuan, Haozheng, Fan, Pei, Yao, Li, Zheng, Juan, Han, Xinsheng. . Contribution of WNT2B Genetic Variants to Ischemic Stroke Occurrence in a Chinese Han Population. In Journal of cardiovascular pharmacology, 78, e128-e135. doi:10.1097/FJC.0000000000001032. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34009855/
10. Degan, Massimo, Dalla Valle, Luisa, Alibardi, Lorenzo. 2020. Gene expression in regenerating and scarring tails of lizard evidences three main key genes (wnt2b, egfl6, and arhgap28) activated during the regulated process of tail regeneration. In Protoplasma, 258, 3-17. doi:10.1007/s00709-020-01545-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32852660/