Nature揭示W(wǎng)nt信號的負(fù)調(diào)控開關(guān)
日期:2015-03-13 08:46:14
各種各樣的信號分子確保了從未分化的細(xì)胞球發(fā)育至大小及外形正常的成人整個(gè)過程按計(jì)劃進(jìn)行。牛津大學(xué)維爾康姆人類遺傳學(xué)中心結(jié)構(gòu)生物學(xué)部(STRUBI)的Matthias Zebisch、共同領(lǐng)導(dǎo)者Yvonne Jones及同事們,與英國醫(yī)學(xué)研究委員會國家醫(yī)學(xué)研究所的Jean-Paul Vincent研究小組合作,發(fā)現(xiàn)了控制其中最重要的一個(gè)分子的獨(dú)特反饋機(jī)制。這些研究結(jié)果對包括癌癥和阿爾茨海默氏癥等一些疾病的治療有可能產(chǎn)生影響。
Wnt信號分子家族存在于從線蟲到人類所有的動物物種中。這些由細(xì)胞分泌的蛋白引導(dǎo)了前后軸(front-to-back axe)和上下軸(top-to-bottom axe)的發(fā)育,細(xì)胞的分化,以及它們的增殖和遷移,因此對于生命至關(guān)重要。但過度的Wnt信號與癌癥有關(guān)聯(lián),機(jī)體利用了一套復(fù)雜的反饋網(wǎng)絡(luò)來確保它保持平衡。
當(dāng)Wnt與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合時(shí)細(xì)胞會釋放另一種蛋白Notum,由它介導(dǎo)一個(gè)負(fù)反饋回路。直到現(xiàn)在,研究人員都認(rèn)為Notum是通過改變叫做磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypicans)的分子來發(fā)揮作用,在Wnt與受體互作之前磷脂酰肌醇蛋白聚糖幫助了Wnt結(jié)合細(xì)胞膜。但在發(fā)表于近期《自然》(Nature)雜志上的這篇新文章中這一研究小組進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí), Notum對于Wnt的效應(yīng)非常的特異,它不是通過磷脂酰肌醇蛋白聚糖來介導(dǎo),后者參與了其他的一些分子互作。
現(xiàn)在Zebisch和同事們搞清楚了Notum的三維結(jié)構(gòu),揭示出了一個(gè)深“口袋”,表明它直接對Wnt起作用。Notum也結(jié)合了Wnt旁邊的磷脂酰肌醇蛋白聚糖。Notum通過讓Wnt與受體互作必需的一個(gè)脂肪酸鏈陷入到“口袋”中,剪掉它改變了這一信號分子。研究小組發(fā)現(xiàn)Notum是在一個(gè)酰基處完成了這種切割:因此它是一種脫酰基酶(deacylase)。
Matthias Zebisch說:“Notum是第一個(gè)已知使得一種胞外蛋白脫酰基的酶。我們的研究結(jié)果表明,它只對Wnt家族成員起作用。我們的研究證實(shí)如果有一種機(jī)制可以用來調(diào)控非常重要的Wnt蛋白的信號活性,幾乎可以肯定的是自然找到了它。”
研究小組提出,在一些Wnt活性低下的狀況下,例如在骨骼老化或神經(jīng)退行性疾病中可以用一些靶向Notum的藥物來阻斷它的活性,或是用重組的Notum作為一種療法對抗癌癥中過度的Wnt信號。
病� ��� �����物間例如雪貂和其他動物模型中傳播的能力是否增高極為重要。從疫情爆發(fā)開始時(shí),H7N9攜帶的一些突變使得它比H5N1禽流感能夠更容易地從鳥類傳播至人類。自2003年出現(xiàn)以來,H5N1已造成了16個(gè)國家784人感染,429人死亡。
缺乏監(jiān)測
當(dāng)前這一波的H7N9感染與研究小組追蹤的第二波感染可能具有不同的傳播模式。在這項(xiàng)最新的研究更新之前,2014年只收集了8個(gè)來自鳥類的基因組序列儲存在GenBank庫中,2013年只有258條序列。布魯塞爾自由大學(xué)禽流感流行病學(xué)家和生態(tài)學(xué)家Marius Gilbert說,這不足以繪制出隨時(shí)間推移病毒的地理圖譜。
Nature新聞團(tuán)隊(duì)分析了在過去15年呈送至GenBank的所有禽流感亞型的測序基因組數(shù)量。結(jié)果顯示全球的整體遺傳檢測仍十分不利,不夠迅捷。大多數(shù)病毒都是在收集數(shù)月或數(shù)年后進(jìn)行測序。
管軼同意及時(shí)監(jiān)測非常重要。但監(jiān)測和病毒測試成本高昂且費(fèi)時(shí)——分離及測序病毒更是如此。這意味著難以在動物群中常規(guī)監(jiān)測流感病毒,通常只是應(yīng)對疫情才會這樣做。對于H7N9來說,測序病毒要求有權(quán)使用生物安全3級實(shí)驗(yàn)室。鑒于這些復(fù)雜因素,管軼認(rèn)為近期存儲在GenBank的H7N9序列數(shù)量已不算太少。
再加上時(shí)間滯后,進(jìn)行流感病毒株測序的公共機(jī)構(gòu)和研究人員有時(shí)只會在他們發(fā)表論文時(shí)才會將數(shù)據(jù)公諸于眾。新研究的作者們已將序列發(fā)送到了GenBank,此前也已與世界衛(wèi)生組織(WHO)和其他機(jī)構(gòu)分享了這些數(shù)據(jù)。
傳播風(fēng)險(xiǎn)
H7N9的威脅不大可能很快地消失。這一病毒現(xiàn)在正在整個(gè)中國地區(qū)的家禽中流行,有可能人們將繼續(xù)地發(fā)生零星感染。研究人員警告說,“和從前的H5N1及H9N2流感病毒一樣,看起來家禽流動通過跨境貿(mào)易將病毒傳播至中國之外的地區(qū)只是時(shí)間的問題。”
管軼和他的合著者們說,鑒于H7N9可以感染人類,應(yīng)該“將其視作為流行病毒出現(xiàn)的一個(gè)主要的候選者。”管軼指出鑒于流感病毒的數(shù)量龐大,有必要將疾病控制以及疫苗開發(fā)作為主要的目標(biāo),并且H7N9應(yīng)該在列表的頂端。
目前的潛在威脅并不少。上個(gè)月WHO警告稱,當(dāng)前新動物流感病毒的多樣性和地理分布是“前所未有的”——在世界各地出現(xiàn)了新病毒大雜燴,包括H10N8、H5N2、H5N3、H5N6和H5N8。有證據(jù)表明,不同的亞型當(dāng)前在更容易及快速地交換基因形成新的病毒株。管軼說,要評估這些增加的多樣性是否代表了新出現(xiàn)大流行病毒有更大的威脅“幾乎是不可能的”。




