平面细胞极性核心蛋白Vangl2翻译后修饰参与Wnt/PCP信号传导的机制研究
结题报告
批准号:
31771561
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
高波
学科分类:
C0702.细胞信号转导
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯迪、杨伟、蔡雅婷
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中文摘要
多细胞生物的发育是一个复杂而高度程序化的过程,取决于细胞增值、分化、死亡、极性等多种行为的协同调控,而平面细胞极性(简称PCP)是发育过程中调控整体细胞极性、为组织器官形态发生提供方向性信息的关键机制。Wnt形态发生素被认为是建立PCP的关键信号,形成所谓的非经典Wnt/PCP信号通路,然而其信号传导机制未知、建立平面细胞极性的机理尚不清楚。本项目拟利用分子、生化、细胞和遗传学等手段,体外和体内实验相结合的方法,探索PCP核心蛋白Vangl2翻译后修饰参与Wnt/PCP信号传导的作用机制。我们的前期研究发现Wnt诱导的Vangl2磷酸化是平面细胞极性形成的关键步骤。在此基础上,我们将聚焦于Vangl2泛素化的调控机制及其与磷酸化的交互作用,揭示其调控Vangl2蛋白活性的重要功能。该研究有助于阐明Wnt/PCP信号通路的传导机制,对于揭示平面细胞极性建立的原理具有重要意义。
英文摘要
In the development of complex multicellular organisms, the formation of organs and tissues not only requires coordinated cell proliferation, differentiation and survival, but also cell polarity. Planar Cell Polarity (PCP) is a fundamental developmental process that conveys directional information for coordinated, uniformly polarized cellular behaviors in a field of cells. The uniform directionality of PCP is thought to be established by global cues such as Wnt morphogen gradients that induce a non-canonical Wnt/PCP signaling pathway. However, the underlying mechanism of signal transduction remains largely unknown. In this project, we propose to use a combination of genetic, biochemical and cell biological approaches to investigate the role of post-translational modification of Vangl2 in Wnt/PCP signaling pathway. Our previous studies found that Wnt-induced Vangl2 phosphorylation is critical for the establishment of PCP. In this project, we aim to elucidate the role of Vangl2 ubiquitination and its cross-talk with phosphorylation in transducing Wnt/PCP signaling. The successful completion of this research project will provide significant mechanistic insights into our understanding of PCP establishment and Wnt/PCP signal transduction.
Wnt/PCP信号是控制平面细胞极性的关键机制,在组织器官形态发生和生理过程中起到了重要的作用,然而其信号传导和调控的分子机理尚未明确。Vangl1和 Vangl2 是该信号通路的两个核心蛋白,其突变和过度激活会分别导致出生缺陷和促进肿瘤发生。在本项目中,我们发现CUL3-KBTBD7泛素连接酶能够促进Vangl蛋白泛素化,从而通过内质网相关蛋白降解途径(ERAD)降解Vangl蛋白。ERAD是一种保守的蛋白质控机制,需要一系列关键分子参与,如介导底物释放的关键分子p97/VCP。我们意外发现Vangl蛋白具有高度保守的p97/VCP结合域,可以直接被p97/VCP结合。结合Vangl蛋白的p97/VCP通过其衔接蛋白将KBTBD7招募至内质网,导致了Vangl的高度泛素化。另外一方面,我们发现Wnt诱导的Vangl磷酸化可以促进Vangl蛋白从内质网到细胞膜的转运,保护Vangl蛋白不被KBTBD7泛素化和降解,而磷酸化突变型的Vangl则会被高度泛素化和快速降解,阐明了Wnt信号调控PCP核心蛋白的重要机制。最后我们利用斑马鱼动物模型鉴定了KBTBD7对Wnt/PCP信号通路的调控作用,并在小鼠模型中发现其可以通过降解Vangl蛋白抑制乳腺癌细胞的肺转移,肿瘤数据分析也发现KBTBD7的表达水平同乳腺癌的发展相关,这些实验进一步阐明了该调控机制的生理学和病理学意义。此项研究从分子水平上揭示了一个泛素化和ERAD途径介导的Wnt/PCP信号通路的新颖调控机制。
期刊论文列表
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Regulation of Wnt/PCP signaling through p97/VCP-KBTBD7-mediated Vangl ubiquitination and endoplasmic reticulum-associated degradation.
通过 p97/VCP-KBTBD7 介导的 Vangl 泛素化和内质网相关降解调节 Wnt/PCP 信号传导
DOI:10.1126/sciadv.abg2099
发表时间:2021-05
期刊:Science advances
影响因子:13.6
作者:Feng D;Wang J;Yang W;Li J;Lin X;Zha F;Wang X;Ma L;Choi NT;Mii Y;Takada S;Huen MSY;Guo Y;Zhang L;Gao B
通讯作者:Gao B
An Overview of Potential Therapeutic Agents Targeting WNT/PCP Signaling.
针对 WNT/PCP 信号传导的潜在治疗药物概述。
DOI:10.1007/164_2021_533
发表时间:2021-09
期刊:Handbook of experimental pharmacology
影响因子:--
作者:Jin Wang;Di Feng;Bo Gao
通讯作者:Bo Gao
去泛素化酶参与平面细胞极性信号通路的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    高波
  • 依托单位:
国内基金
海外基金