我（注：這里“我”指本期作者，而不是開放活躍創新的拓拓哈哈）一個這么保守的人，今天決定跟大家分享一個與我有相同氣質的高度保守的信號通路，Wnt/β-catenin信號通路。

Wnt得名于Wingless與Int1基因，該通路是細胞間交換信息的重要手段，是胚胎及器官發育的重要信號通路之一，參與調控機體內多種細胞的增殖、分化、極化、遷移及凋亡等過程生物學過程，與腫瘤，干細胞分化，中樞神經系統疾病，心血管急性，骨科疾病等都有密切聯系。

在哺乳動物中目前已經發現了19個Wnt蛋白，Wnt蛋白是棕櫚?；揎椀闹苄缘鞍?，一般認為他是作為外泌體，或者跟低密度脂蛋白結合后轉運到鄰近的組織發揮作用。近年也有些研究認為Wnt被一個Dally樣蛋白結合而水溶性增加，從而在細胞間運行。

Wnt信號通路分為經典通路和非經典通路：

經典通路：即今天要介紹的Wnt/β-actenin信號通路，最終依賴于β-actenin的核異位，大多數Wnt的蛋白都激活該通路。

非經典通路：包括Wnt/PCP通路（由Wnt11蛋白激活），以及Wnt/Ca2+通路（由蛋白Wnt5激活）。

我們從整體來看看來自KEGG的信號通路圖，可以發現這條通路上有很多抑制因子。之前提到過，Wnt通路與我們的胚胎和器官發育有關，可以想象，需要對這條通路嚴加看管，因為它的失活或者過度表達都可能會導致災難性的后果。

下面我們大概了解下Wnt/β-actenin信號通路：

數據來源：DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.016

在Wnt信號通路關閉的情況下，Axin、APC和GSK3β與β-catenin形成破壞復合物，β-catenin被泛素化修飾而降解。當Wnt蛋白與卷曲蛋白FZD結合后，激活Dvl蛋白，抑制 axin、GSK- 3、與 APC 蛋白，β-catenin不被降解而在胞漿內累積，并進入細胞核內，與TCF/LEF 轉錄因子結合，促進特定基因的轉錄。除此之外，APC基因突變也會導致β-catenin不被降解而積累從而核異位，APC突變在大多數結直腸癌中發生，APC-min小鼠就是對APC基因進行敲除而構建的腸道腫瘤模型小鼠。

Wnt 信號通路在心臟發育、血管生成和心臟肥大中起關鍵作用，在心肌損傷中，可以增加內皮細胞和心外膜細胞的增殖，促進心肌纖維化和心臟重構。下面我們通過一篇1區19.6分文章《Wnt/β catenin signaling mediates both heart and kidney injury in type 2 cardiorenal syndrome》，了解一下Wnt信號通路在心血管疾病中的研究方法。

文章首先用主動脈縮窄術（TAC）構建小鼠心肌肥厚模型，通過WB檢測和HE、Masson染色對模型進行評價，從結果上來看TAC引起以心臟肥大、炎癥和纖維化為特征的實質性心臟病變。腎臟方面，TAC引起PC蛋白表達減少，腎組織纖維黏連蛋白升高，Masson染色顯示腎間質纖維化，表明腎臟損傷。

造模成功后，先用qRT-PCR檢測心臟組織中19個Wnt基因，再用WB驗證陽性基因中較重要的Wnt1，Wnt3a蛋白表達以及總β-catenin和活化β-catenin的表達，這里注意活化β-catenin的是非磷酸化的，選擇抗體的時候有標明是Active。跟對照組相比，TAC組的上述Wnt信號通路蛋白都有表達的上調。

下一步，在TAC術后4周加入β-catenin抑制劑ICG-001和氯沙坦進行干預，觀察是否對疾病的發展有影響。結果表明，加入抑制劑后，心臟肥大、炎癥和纖維化指標均有改善。

氯沙坦可有效改善TAC介導的心臟損傷，血管緊張素-腎素系統（RAS）是否可在體內調節Wnt/β-catenin信號通路？

因此作者通過體外實驗和體內實驗驗證其假設：

體外實驗中，于原代心肌細胞和心肌成纖維細胞加入Wnt 3a誘導β-catenin，RAS成分表達增加。加入β-catenin抑制劑后也抑制了RAS成分的表達。

體內實驗中，TAC誘導ACE、Renin和AT1在心臟中的表達；而ICG-001或氯沙坦治療降低了這些RAS成分的表達，通過WB和病理檢測結果發現，也改善了TAC誘導的腎小球損傷和纖維化反應。

接下來，作者陷入思考，Wnt/β-catenin信號通路，RAS，心臟，腎臟，他們是通過什么機制串擾？在幾種可能的途徑中，血液循環是連接兩個器官最可能途徑。因此，作者用對照與TAC模型組小鼠的血清，處理HKC-8細胞，結果發現TAC組的小鼠血清可以活化β-catenin和增加 Snail1 and Kim-1的蛋白表達，而加入ICG-001或氯沙坦后抑制了這一作用。

為了進一步證實TAC血清激活通過β-catenin介導的腎損傷，我們用對照組與TAC模型組小鼠的血清處理β-catenin敲低的HKC-8細胞，結果顯示，敲低β-catenin降低了fibronectin, Kim-1, Snail1以及RAS蛋白成分的表達。

作者通過對小鼠血清的檢測，選定炎癥因子TNF-α進行驗證。通過免疫熒光對β-catenin進行染色，發現TNF-α引起β-catenin在HKC-8細胞核內積聚，而TNF-α處理細胞的同時加入ICG-001或氯沙坦，β-catenin的核內積聚被阻斷。通過WB分析，TNF-α同樣上調了Snail1和 Kim-1的表達，且ICG-001或氯沙坦抑制TNF-α的這一作用。以上數據表明，TAC模型血清TNF-α含量升高，TNF-α引起Wnt/β-catenin信號通路的激活，并引起腎臟細胞的損傷。

接下來，作者又發現，腎臟一個抗衰老蛋白klotho，在TAC模型小鼠的血清或腎臟中表達被抑制，而TAC模型的ICG-001或氯沙坦治療組，Klotho恢復了其表達。最后為了探尋可能的機制，通過上述提到過的類似方法，在原代心肌細胞和心肌成纖維細胞進行體外實驗，表明Klotho蛋白的缺失會增強Wnt/β-catenin信號通路的表達，增加了心肌細胞的肥大和纖維化程度。

到此，故事講完了。

我的體會是，現在對于疾病及其相關機制的研究，不僅僅滿足于某一臟器，某一機制，更多的是疾病的臟器間是否有串擾，機制方面也可以研究不同通路的聯合，如Wnt/β-catenin和Hippo/YAP，Wnt/β-catenin和Notch，在很多方面都相互影響，又或者某信號通路與研究熱點進行聯合分析，如Wnt信號通路與m6A甲基化修飾，Wnt信號通路和鐵死亡等。