无翼型 MMTV 集成站点家族，成员 3A； WNT3A

HGNC 批准的基因符号：WNT3A

细胞遗传学位置：1q42.13 基因组坐标（GRCh38）：1:228,006,998-228,061,271（来自 NCBI）

▼ 正文

WNT 基因家族由编码分泌信号分子的结构相关基因组成，这些信号分子与肿瘤发生和多个发育过程有关，包括胚胎发生过程中细胞命运和模式的调节。有关 WNT 基因的一般信息，请参阅 WNT1（164820）。

▼ 克隆与表达

Saitoh 等人通过在数据库中搜索小鼠 Wnt3a 基因的同源物（2001） 鉴定出人类 WNT3A。他们使用 cDNA-PCR 组装了 WNT3A cDNA 序列。 WNT3A 编码推导的 352 个氨基酸的蛋白质，其中包含 N 连接糖基化位点和 WNT 家族成员中保守的残基。 WNT3A 蛋白与人 WNT3（165330） 具有 84.9% 的序列同一性。通过 Northern blot 分析，Saitoh 等人（2001） 检测到 3.0-kb WNT3A 转录物在胎盘中以中等水平表达，而在成人肺、脾和前列腺中以低水平表达。他们在检查的 35 个癌细胞系中均未检测到 WNT3A 表达。

▼ 基因结构

齐藤等人（2001） 确定 WNT3A 基因包含 4 个外显子，跨越约 53 kb 的基因组 DNA。 WNT14（602863）和WNT3A以头对头的方式聚集在一起，间隔约为58 kb。

▼ 测绘

通过荧光原位杂交，Saitoh 等人（2001） 将 WNT3A 基因定位到染色体 1q42。

▼ 基因功能

Nordstrom 等人通过分析鸡组织外植体和全胚胎培养实验中涉及 Wnt 信号传导的许多基因的行为，（2002） 探讨了 Wnt 信号在神经模式中的作用。他们报告说，Wnt 信号直接并以分级方式作用于前神经细胞，诱导其逐渐分化为尾部前脑、中脑和后脑细胞。使用神经外植体，作者观察到 Wnt3A 和 FGF8（600483） 组合（而非单独）诱导前脑前脑细胞中 Wnt8c 的表达。诺德斯特龙等人（2002）提出源自原条和尾侧轴旁中胚层的Wnts参与诱导神经板细胞中Wnt8c的表达。

冈哈加等人（2003）进一步检查了诱导端脑细胞初始早期背侧特征的信号。体外和鸡胚研究表明，Wnt3A 抑制腹侧端脑细胞的生成，并且是诱导神经板阶段早期背侧特征所必需的。后来，在早期神经管阶段，需要 FGF8 信号传导来明确表征背侧端脑细胞，如 EMX1（600034） 表达所定义。作者强调，Wnt3A 和 FGF8 的顺序信号传导对于细胞的背部特征是必需的。

肺、牙齿和毛囊等不同器官的形态发生是由上皮干细胞层的向下生长启动的。在毛囊形态发生过程中，干细胞通过改变其极性和细胞间接触来形成这种芽结构。贾莫拉等人（2003） 表明，这一过程是通过同时接收 2 个外部信号来实现的：稳定 β-连环蛋白（116806） 的 WNT 蛋白（WNT3A） 和产生 Lef1（153245） 的骨形态发生蛋白抑制剂（Noggin; 602991）。 β-连环蛋白结合并激活 Lef1 转录复合物，该复合物似乎通过下调编码 E-钙粘蛋白（192090） 的基因而发挥异常作用，E-钙粘蛋白是极性和细胞间粘附的重要组成部分。当任一信号缺失时，功能性 Lef1 复合物就不会形成，E-钙粘蛋白下调和卵泡形态发生也会受到损害。在果蝇中，E-钙粘蛋白可以影响细胞分裂平面和细胞骨架动力学。 Jamora 等人与这一观点一致（2003）表明，E-钙粘蛋白水平的强制升高会阻碍内陷和卵泡产生。贾莫拉等人（2003） 得出的结论是，他们的发现揭示了一个复杂的分子程序，该程序将 2 个细胞外信号通路与核转录因子的形成联系起来，该核转录因子作用于靶基因以重塑细胞连接并允许卵泡形成。

造血干细胞（HSC） 具有自我更新和产生所有血液谱系的能力。雷亚等人（2003）表明WNT信号通路在此过程中具有重要作用。活化的 β-连环蛋白的过度表达可通过表型和功能扩大长期培养物中的 HSC 库。此外，正常微环境中的 HSC 会激活 LEF1/TCF 报告基因，这表明 HSC 在体内对 WNT 信号传导做出反应。为了证明该途径对 HSC 增殖的生理意义，Reya 等人（2003） 表明，轴蛋白（603816） 或卷曲（603408） 配体结合结构域（WNT 信号通路抑制剂）的异位表达导致体外 HSC 生长受到抑制，体内重构减少。此外，HSC 中 WNT 信号传导的激活诱导 HOXB4（142965） 和 NOTCH1（190198） 表达增加，这些基因先前与 HSC 的自我更新有关。雷亚等人（2003） 得出结论，WNT 信号通路对于体外和体内正常 HSC 稳态至关重要，并提供了对 HSC 发育调节的潜在分子层次结构的见解。

Wnt 蛋白是扩增特定细胞类型的潜在重要试剂，但与其他发育信号分子如刺猬蛋白（参见 600725）和 BMP（参见 112264）相比，Wnt 蛋白从未以活性形式分离出来。尽管 Wnt 蛋白是从细胞中分泌出来的，但分泌通常效率低下，并且由于其高度不溶性，表征 Wnt 蛋白的尝试受到了阻碍。威勒特等人（2003）分离出活性Wnt分子，包括小鼠Wnt3a基因的产物。通过质谱分析，Willert 等人（2003） 发现蛋白质在保守的半胱氨酸上被棕榈酰化。酶法去除棕榈酸酯或修饰的半胱氨酸的定点和自然突变会导致活性丧失，并表明脂质对于信号传导很重要。纯化的 Wnt3a 蛋白诱导 HSC 自我更新，表明其在组织工程中的潜在用途。

脊柱源自体节，体节由前体中胚层分割形成。分子振荡器（分段时钟）和信号分子梯度都控制体细胞发生。 Aulehla 和 Herrmann（2004） 回顾了 Wnt3a 在体节发生过程中分段时钟和信号梯度整合中的作用。

在转基因小鼠的研究中，Riccomagno 等人（2005） 证明耳囊背侧区域的 Wnt3a 和 Wnt1（164820） 信号传导调节前庭形态发生必需的基因（即 Dlx5/6、600029、600030；Gbx2、601135）的表达。此外，他们发现 Wnt 靶基因对背侧耳囊的限制也受到 Shh（600725） 的影响。里科马尼奥等人（2005） 认为 Wnt 和 Shh 信号活动之间的平衡是区分前庭细胞和听觉细胞类型的关键。

达斯古普塔等人（2005） 在果蝇细胞中使用全基因组 RNA 干扰筛选来筛选 Wnt 通路的调节因子。他们鉴定了 238 个潜在的调节因子，其中包括已知的途径成分、具有先前未与该途径相关的功能的基因，以及先前没有指定功能的基因。相互 Best-BLAST 分析显示，筛选中确定的基因中有 50% 具有人类直向同源物，其中大约 18% 与人类疾病相关。对果蝇、哺乳动物细胞和斑马鱼胚胎细胞筛选中选定基因的功能分析表明，这些基因在 Wnt 信号传导中具有进化保守的功能。当达斯古普塔等人（2005） 编码人 LATS（LATS1, 603473; LATS2, 604861）、CDC2（116940） 的转染质粒抑制 WNT3A 在 293T 细胞中激活 Wnt-β-cat 反应报告基因 STF16 的能力。相反，无论 WNT3A 存在或不存在，CHX10（142993） 的表达都会激活 Wnt 通路。当 1 细胞阶段的斑马鱼胚胎被注射编码 CHX10 的 RNA 时，它们会出现前部截断，并且在大多数注射的胚胎中要么有小眼睛，要么没有眼睛。这是 Wnt8 注射的表型（参见 606360）。注射编码人LATS1或CDC2的RNA在斑马鱼中有明显的表型；然而，通过注射反义吗啉寡核苷酸来消除斑马鱼的Lats1会产生严重的表型，并且胚胎在外胚层形成之前停滞。

山本等人（2006） 提供的证据表明，LRP6（603507） 在人类细胞系中与小窝蛋白（CAV1；601047） 一起内化，并且该内吞途径的成分是 WNT3A 诱导的 LRP6 内化和 β-连环蛋白积累所必需的。数据表明，WNT3A 触发 LRP6 与小窝蛋白的相互作用，并促进 AXIN 募集到被 GSK3B（605004） 磷酸化的 LRP6，并且小窝蛋白从而抑制 β-连环蛋白与 AXIN 的结合。山本等人（2006） 得出结论，caveolin 在诱导 LRP6 内化和激活 WNT/β-catenin 通路中发挥着关键作用。

刘等人（2007） 在 Klotho（604824） 小鼠模型中探讨了干细胞和祖细胞功能障碍和耗竭对正常衰老的影响。对年轻 Klotho 小鼠的各种组织和器官的分析表明，干细胞数量减少，祖细胞衰老增加。由于 Klotho 是一种分泌蛋白，Liu 等人（2007） 假设 Klotho 可能与干细胞的其他可溶性介质相互作用。他们发现 Klotho 与多个 Wnt 家族成员结合。在细胞培养模型中，Wnt-Klotho 相互作用导致 Wnt 生物活性受到抑制。 Klotho 缺陷动物的组织和器官显示 Wnt 信号传导增加的证据，并且 Klotho 的异位表达拮抗内源性和外源性 Wnt 的活性。无论是在体外还是在体内，连续的 Wnt 暴露都会引发加速细胞衰老。因此，刘等人（2007） 得出结论，Klotho 似乎是一种分泌性 Wnt 拮抗剂，并且 Wnt 蛋白在哺乳动物衰老中具有意想不到的作用。

布拉克等人（2007） 表明，老年小鼠的肌肉干细胞（卫星细胞）在开始增殖时倾向于从肌源性细胞系转变为纤维性细胞系，并且这种转变是由老年动物全身环境中的因素介导的。布拉克等人（2007） 还表明，这种谱系转换与衰老肌源性祖细胞中经典 Wnt 信号通路的激活有关，并且可以被 Wnt 抑制剂抑制。此外，老年小鼠血清中与卷曲蛋白家族（Wnt 受体）结合的成分可能是老年细胞中 Wnt 信号传导增强的原因。布拉克等人（2007） 得出结论，Wnt 信号通路可能在组织特异性干细胞衰老和组织纤维化随着年龄增长而增加中发挥关键作用。

Pan 等人通过筛选人激酶小干扰 RNA 文库（2008） 鉴定了哺乳动物细胞中 Wnt3a 诱导的 LRP6（603507） Ser1490 磷酸化所需的磷脂酰肌醇 4-激酶 II-α 型（PI4K2A; 609763） 和磷脂酰肌醇-4-磷酸 5-激酶 I 型（PIP5KI; 603275）证实这些激酶对于非洲爪蟾胚胎中的 Wnt 信号传导非常重要。 Wnt3a 通过“卷曲”刺激磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸的形成（见 603408）和“凌乱”；（参见 601365），后者直接与 PIP5KI 相互作用并激活。反过来，磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸调节 LRP6 thr1479 和 ser1490 的磷酸化。潘等人（2008） 得出的结论是，他们的研究揭示了 Wnt 调节 LRP6 磷酸化的信号传导机制。

加蒂诺尼等人（2009） 报道，Gsk3b 抑制剂或 Wnt3a 诱导 Wnt/β-catenin 信号传导可阻止小鼠 Cd8（参见 186910）阳性 T 细胞发育成能够产生细胞毒性或 Ifng（147570）的效应 T 细胞。相反，Wnt 信号传导促进了 Tcf7（189908） 和 Lef1 的表达，以及能够增殖和抗肿瘤活性的自我更新、多能 Cd8 阳性记忆干细胞的生成。加蒂诺尼等人（2009） 得出结论，Wnt 信号传导在维持成熟记忆 CD8 阳性 T 细胞的自我更新干细胞样特性方面发挥着关键作用。

使用 RT-PCR 和流式细胞术分析，Zhao 等人（2010） 证明小鼠 Tcf7 和 Lef1 在初始 T 细胞中高表达，在效应 T 细胞中下调，在记忆 T 细胞中上调。表达 p45 Tcf7 同工型和 β-连环蛋白（116806） 的记忆 Cd8 阳性 T 细胞增强了 Il2（147680） 的生产能力，并增强了清除单核细胞增生李斯特氏菌的效应能力。赵等人（2010） 得出结论，Wnt 通路的组成型激活有利于免疫过程中记忆 CD8 T 细胞的形成，从而在第二次遇到相同病原体时增强免疫力。

Driessens 等人使用遗传方法（2010） 没有发现任何证据表明 β-连环蛋白途径调节 T 细胞记忆表型，这与 Gattinoni 等人的发现相反（2009）。 Driessens 等人的研究结果（2010） 表明 Gattinoni 等人观察到的 Cd8 阳性记忆干细胞的产生（2009） 使用 Gsk3b 抑制剂并不是β-连环蛋白途径激活的结果，而是由于另一个 Gsk3b 依赖性途径激活所致。加蒂诺尼等人在答复中（2010）指出其他人，包括赵等人（2010）和珍妮特等人（2010） 还发现 Wnt 和 β-catenin 是胸腺后 Cd8 阳性 T 细胞分化和记忆发育的关键因素。 Gattinoni 等人使用蛋白质印迹分析（2010） 表明，添加 Wnt3a 或 Gsk3b 抑制剂可以稳定已引发的 Cd8 阳性小鼠 T 细胞中的 β-连环蛋白。

Taelman 等人使用人类和小鼠细胞以及非洲爪蟾卵母细胞（2010） 表明 WNT 信号传导触发 GSK3 从细胞质隔离到多囊泡体中，从而通过将 GSK3 与细胞质底物隔离来抑制蛋白质降解。添加 WNT3A 降低了内源性胞质 GSK3 活性，并且内吞的 WNT3A 与 GSK3 共定位于酸性内体囊泡中。 HEK293 细胞中 GSK3A（606784） 和 GSK3B 的耗尽保护了与 WNT3A 处理相同范围的蛋白质。内体分选蛋白 HRS（HGS；604375）或 VPS4（参见 609982）的耗尽也会减少 GSK3 内吞作用并抑制 WNT 信号传导。 GSK3 底物 β-连环蛋白是含 GSK3 复合物的内吞作用所必需的，GSK3 的激酶活性也是如此。塔尔曼等人（2010） 得出结论，WNT 信号传导过程中 β-连环蛋白水平升高，通过促进 GSK3 隔离，在正反馈循环中发挥作用，从而使新翻译的 β-连环蛋白在细胞核中积累。

斯宾塞等人（2011） 建立了一个强大而有效的过程，使用一系列生长因子操作来模拟胚胎肠道发育，在体外指导人类多能干细胞分化为肠道组织。 Spence 等人使用这种培养系统作为研究人类肠道发育的模型（2011） 发现 WNT3A 和 FGF4（164980） 的联合活性是后肠规范所必需的，而单独的 FGF4 足以促进后肠形态发生。斯宾塞等人（2011） 得出结论，人类肠道干细胞在发育过程中从头形成。斯宾塞等人（2011） 还确定 NEUROG3（604882） 对于人肠内分泌细胞体外发育既必要又充分。

库珀等人（2011） 观察到，在早期肢体细胞通常接触的 3 种信号分子视黄酸、Fgf8（600483） 和 Wnt3a 的组合中培养的间充质细胞，尽管随着时间的推移，仍保持形成近端和远端结构的能力。持续扩散。这强烈反对将近远侧规范与基于细胞周期的内部时钟联系起来的机制。库珀等人（2011） 得出结论，启动 zeugopod 和 autopod 规范过程的触发因素是由于视黄酸暴露的位移而停止。 Rosello-Diez 等人孤立得出了类似的结论（2011）。 Rosello-Diez 等人使用完整和重组鸡肢芽的异位移植（2011） 在胚胎干中发现了使远端肢体细胞近端化以产生完整的近远端轴的信号。在这些移植中，视黄酸诱导近端化，这被远端肢芽的成纤维细胞生长因子所抵消。这些相关行为表明，第一肢芽近远端区域化是近端和远端信号之间平衡的结果。

张等人（2012） 发现全长非洲爪蟾和人类 TIKI1（TRABD2A; 614912） 和 TIKI2（TRABD2B; 614913） 及其分泌的 N 末端胞外域在非洲爪蟾胚胎、HEK293T 细胞和小鼠 L 细胞中充当 Wnt 拮抗剂。通过小干扰 RNA 消除 HEK293T 细胞中的 TIKI2 会增强 WNT3A 诱导的报告基因表达，而这种效果会被 TIKI1 的表达逆转。 L细胞和HEK293T细胞中产生的WNT3A在TIKI1和TIKI2存在的情况下分泌到培养基中；然而，分泌的WNT3A缺乏Wnt活性所必需的8个N端氨基酸，并且它形成通过分子间二硫键连接的大的无活性的细胞外聚集体。相反，HEK293T 细胞中 TIKI2 的敲除减少了 WNT3A 的裂解。张等人（2012） 得出结论，与 TIKI1 和 TIKI2 相关的蛋白酶活性可以对抗 WNT3A 信号传导。

黄等人（2013） 发现异位 RIPK4（605706），但不是催化失活或 Bartsocas-Papas（263650） RIPK4 突变体，诱导胞质 β-连环蛋白（116806） 的积累以及与 WNT3A 引起的转录程序相似的转录程序。在爪蟾胚胎中，Ripk4 与共表达的爪蟾 Wnt8 协同作用，而 Ripk4 吗啉代或催化失活的 Ripk4 拮抗 Wnt 信号传导。 RIPK4 与接头蛋白 DVL2（602151） 发生组成型相互作用，并在 WNT3A 刺激后与辅助受体 LRP6（603507） 发生相互作用。 RIPK4 磷酸化 DVL2 有利于经典 Wnt 信号传导。 RIPK4 敲低可抑制异种移植人类肿瘤细胞的 WNT 依赖性生长，表明 RIPK4 过度表达可能有助于某些肿瘤类型的生长。