Wnt2-KO 基因敲除小鼠

Wnt2，即Wingless-type MMTV integration site family, member 2，是人类基因组中位于7号染色体q31区域的一个基因。Wnt2编码的蛋白质属于Wnt家族，是一个分泌型糖蛋白，在细胞信号传导中起着重要作用。Wnt家族蛋白在胚胎发育、组织修复、细胞命运决定和癌症发生等过程中扮演着关键角色。Wnt2蛋白在进化上高度保守，其氨基酸序列在人类、大鼠、小鼠、斑马鱼和河豚等物种之间有较高的相似性。

Wnt2蛋白的表达具有组织特异性。在人类胎儿肺和胎盘组织中，Wnt2 mRNA的表达水平较高，但在正常的胃肠组织中几乎检测不到。然而，在胃癌和结直肠癌中，Wnt2 mRNA的表达水平经常上调。这种上调可能是由肿瘤-间质相互作用引起的，而不是由于Wnt2基因的扩增。Wnt2蛋白的表达还受到雌激素的影响，例如，β-雌二醇可以上调人类乳腺癌细胞系MCF-7中的Wnt2表达。Wnt2蛋白在胃和结直肠癌中作为肿瘤标志物，其检测方法包括免疫组化或ELISA检测粪便中的Wnt2蛋白，以及cDNA-PCR或定制微阵列检测粪便中的Wnt2 mRNA。由于Wnt2上调通过激活Wnt-β-连环蛋白途径导致癌变，因此Wnt2特异性拮抗剂可能用于胃肠道癌症的化学预防和治疗[3]。

在结肠癌中，癌相关成纤维细胞（CAFs）与肿瘤微环境（TME）相互作用，并产生多种细胞因子和生长因子，如FAP、α-SMA、CXCL12、TGF-β、POSTN和β1-整合素。一些信号通路与CAFs相关，包括FAK、AKT、激活素A和YAP/TAZ。研究发现，Wnt2是CAFs的一个可能的治疗靶点[1]。

在肝脏中，Wnt2和Wnt9b的表达在肝内皮细胞中具有保守性，尤其是在肝区的第3区。内皮细胞中Wnt2和Wnt9b的消除导致第3区β-连环蛋白靶标的丧失，并重新出现第1区的基因，揭示了肝区形成过程的动态性。在肝内皮细胞中特异性消除Wnt2和Wnt9b会导致肝再生受损，其表型与肝Wnt信号通路缺陷的模型相似。给予四价抗体激活Wnt信号传导可以挽救消除Wnt2和Wnt9b的动物的肝区形成和肝再生，并促进控制组的肝再生。给予激动剂还促进了急性肝衰竭（ALF）动物模型的肝再生，满足了临床上的未满足需求。这些结果表明，内皮细胞Wnt2和Wnt9b在肝区形成和肝再生中起着不可替代的作用，并显示了Wnt激动剂作为ALF再生疗法的潜力[2]。

此外，Wnt2基因的变异与自闭症中的言语延迟有关。研究发现，Wnt2基因位于7号染色体q31区域，该区域与自闭症相关。在自闭症谱系障碍（ASD）患者中，Wnt2基因的一个单核苷酸多态性（SNP）与言语延迟有关。此外，Wnt2基因的表达在人丘脑中也有发现。这些发现支持Wnt2作为自闭症易感基因的证据[4][6]。

在中华鳖的性别分化中，Wnt2基因的表达分析表明，Wnt2 mRNA的表达水平在雌性和雄性胚胎的早期性腺分化阶段的第14阶段达到峰值，这发生在性腺分化之前。Wnt2 mRNA在成熟雌性中华鳖的大脑和性腺中的表达水平高于成熟雄性。Wnt激动剂显著影响Wnt2在性腺分化期的表达水平。在Wnt激动剂处理后，Wnt2的表达水平在雌性胚胎性腺中表现出倒置的V形趋势。这些结果表明，Wnt2可能参与了中华鳖早期胚胎阶段的性腺发育的调节[5]。

在胃癌中，SERPINH1通过Wnt/β-连环蛋白信号通路调节上皮-间质转化（EMT）和胃癌转移。SERPINH1在胃癌患者组织中表达水平显著高于正常胃黏膜组织。SERPINH1表达水平高的胃癌患者与淋巴结转移和预后不良相关。SERPINH1 mRNA水平与E-钙黏蛋白mRNA水平呈负相关，与N-钙黏蛋白、MMP2和MMP9 mRNA水平呈正相关。这表明SERPINH1调节EMT。SERPINH1在HGC-27、AGS、MGC-803和SGC-7901胃癌细胞系中的表达水平显著高于GES-1正常胃黏膜细胞系。在SERPINH1沉默的SGC-7901细胞中，存活率、集落形成、迁移和侵袭能力均降低，而在SERPINH1过表达的MGC-803细胞中，这些能力均增强。Wnt/β-连环蛋白信号通路蛋白，包括β-连环蛋白、Wnt2、GSK-3β、p-GSK-3β、NF-κB P65、Snail1、Slug和TWIST的水平在SERPINH1沉默的SGC-7901细胞中均降低，在SERPINH1过表达的MGC-803细胞中均升高。使用Co1003抑制SERPINH1蛋白显著降低了胃癌细胞的存活率、侵袭和迁移。因此，SERPINH1似乎通过Wnt/β-连环蛋白途径调节EMT和胃癌进展，使其成为胃癌患者的潜在预后生物标志物和治疗靶点[7]。

在海胆Paracentrotus lividus中，Wnt2基因是Wnt基因家族的一个直系同源基因。在海胆中，Wnt2基因在胚胎发生过程中选择性地在植物组织中表达，其表达模式与其他Wnt基因相似。这项研究修正了先前关于P. lividus Wnt基因组成的工作，并揭示了亲缘关系密切的海胆物种之间Wnt基因数量的意外差异[8]。

在结直肠癌中，Wnt2的表达水平很高。除了在结直肠癌中与Wnt/β-连环蛋白靶基因共表达外，敲低或敲除Wnt2显著下调了结直肠癌细胞中Wnt/β-连环蛋白靶基因的表达。重要的是，耗尽或消除内源性Wnt2抑制了结直肠癌细胞的增殖。同样，中和分泌型Wnt2降低了Wnt靶基因的表达并抑制了结直肠癌细胞的增殖。相反，Wnt2增加了肠上皮细胞的增殖。有趣的是，WNT2的表达在非结直肠癌细胞中通过EZH2介导的H3K27me3组蛋白修饰被转录沉默。然而，在结直肠癌细胞中，PRC2的启动子占据丧失导致WNT2表达的去抑制。这些结果揭示了Wnt2在补充Wnt/β-连环蛋白信号传导以促进结直肠癌细胞增殖方面的意外作用[9]。

在心肌梗死后，升高的Wnt2和Wnt4通过Fzd4/2和LRP6的协同作用激活β-连环蛋白/NF-κB信号传导，从而促进心脏纤维化。心肌梗死（AMI）患者血清Wnt2和Wnt4水平升高，并与这些患者的预后不良相关。敲低Wnt2和Wnt4显著减轻了实验性心肌梗死后的心肌重塑和心脏功能障碍。在体外，缺氧增强了新生大鼠心脏心肌细胞（NRCMs）或成纤维细胞（NRCFs）中Wnt2和Wnt4的分泌和表达。机制上，升高的Wnt2或Wnt4激活了β-连环蛋白/NF-κB信号传导，以促进培养的NRCFs中的促纤维化作用。此外，Wnt2或Wnt4上调了这些Wnt共受体，即Fzd2、Fzd4和低密度脂蛋白受体相关蛋白6（LRP6）的表达。进一步分析表明，Wnt2或Wnt4通过Fzd4或Fzd2和LRP6信号传导的协同作用激活了β-连环蛋白/NF-κB。升高的Wnt2和Wnt4通过Fzd4/2和LRP6在成纤维细胞中的协同作用激活β-连环蛋白/NF-κB信号传导，从而促进心脏纤维化，这有助于心肌梗死患者的不良预后。因此，全身抑制Wnt2和Wnt4可能会改善心肌梗死后心脏功能障碍[10]。

综上所述，Wnt2基因在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括肿瘤发生、器官发育和再生以及疾病发生。Wnt2的表达与多种癌症的发生发展密切相关，包括胃癌、结直肠癌和胃癌。此外，Wnt2基因的变异与自闭症中的言语延迟有关。Wnt2在中华鳖的性别分化中也起着重要作用。Wnt2的表达在心肌梗死后心脏纤维化的发生发展中起着关键作用。因此，Wnt2基因的研究对于理解其在疾病发生发展中的作用以及开发新的治疗策略具有重要意义。