Wnt 信号通路与干细胞定向分化
干货细胞信号通路图解之干细胞发育分化相关信号通路
干货细胞信号通路图解之干细胞发育分化相关信号通路（1）Wnt / β-Catenin Signaling：保守的Wnt/β-Catenin信号通路可以调节发育中干细胞的多能性和细胞命运的决定过程。
在发育过程中的许多不同的细胞和组织里，Wnt/β-catenin整合许多其他通路所传递的信号，如视黄酸，FGF，TGF-β和BMP。
Wnt配体(Wnt-ligand)是一个分泌的糖蛋白，它和Frizzled受体结合，引起信号的级联反应，最后导致多功能激酶GSK-3β从APC/Axin/GSK-3β复合体中被释放出来。
在没有Wnt信号刺激时(关闭状态),β-catenin，既是一个完整的细胞-细胞粘附接头蛋白也是一个转录调节辅因子，被APC/Axin/GSK-3β复合体标记而降解。
CK1和GSK-3β协同对β-catenin磷酸化使它通过β-TrCP/SKP被泛素化和蛋白酶体降解。
当Wnt结合后(开启状态)，共受体LRP5/6和与Wnt结合的Frizzled被带进了复合体内，这导致Dishevelled (Dvl)被依次磷酸化，泛素化和多聚化从而被激活，这就取代了APC/Axin中的GSK-3β,其中的机制不清楚，有可能是通过捕获底物和/或内涵体封存。
Wnt配体的转录效应是由β-catenin依赖Rac1的核转运并结合到LEF/TCF DNA结合因子上来介导的，在其中充当转录的共激活因子，通过代替Groucho-HDAC共抑制因子发挥部分作用。
另外，与同结构域因子Prop-1形成复合体后，β-catenin已被发现存在于条件依赖的活化和抑制复合体中。
重要的是，在一些癌症中发现β-catenin存在点突变使它阻止GSK-3β的磷酸化从而导致异常的累积。
还有E-cadherin，APC和axin的突变在肿瘤样品中也有记录，这说明这条通路非正常的激活与癌症有关。
除此之外，通路中的GSK-3β还参与糖原代谢和其他的关键通路，所以它的抑制与糖尿病和神经退行性疾病相关。
Wntβ-catenin信号通路对毛囊干细胞定向分化的影响
Wntβ-catenin信号通路对毛囊干细胞定向分化的影响概述中国医学科学院医院整形外科医院数字化整形外科技术中心主任，颌面整形外科中心主任医师杨斌教授在Plastic andAesthetic Research期刊发表了一篇关于Wnt/β-catenin信号通路对毛囊干细胞定向分化的影响。
该项研究结果表明，LiCl能在体外诱导HFSCs分化为毛囊细胞，对皮肤损伤具有重要的治疗作用。
详细内容如下：目的毛囊干细胞（HFSCs）可分化为毛囊细胞，在临床上能应用于皮肤烧伤的治疗。
然而，调节HFSCs分化为毛乳头或表皮细胞的具体机制目前尚不清楚。
本研究主要探讨Wnt/β-catenin信号通路在HFSCs 分化中的作用及其对其他信号通路的影响。
方法应用氯化锂（LiCl，10 mmol/L）和角质细胞生长因子（KGF，10μg/L）分别诱导HFSC分化，并通过免疫荧光分析检测。
并在诱导后的第3、5、7、9天分别检测β-catenin、APC基因、糖原合成酶激酶-3（GSK-3β）、轴蛋白、淋巴样增强因子-1的mRNA表达以研究Wnt/β-catenin信号通路的作用。
结果在LiCl诱导HFSCs分化为毛囊细胞的过程中，Wnt/β-catenin信号通路激活，GSK-3β（降解过程中的一个重要化合物）的表达受到抑制。
这导致了细胞质中β-catenin的表达增加，细胞核异位，进而导致靶基因转录。
相比之下，KGF诱导HFSCs分化为表皮细胞，且不影响β-catenin的表达。
这些数据表明LiCl和KGF能分别调节HFSCs分化为毛囊细胞和表皮细胞。
此外，Wnt/β-catenin信号通路在毛囊细胞分化中具有重要的作用。
结论结果表明，LiCl能在体外诱导HFSCs分化为毛囊细胞，对皮肤损伤具有重要的治疗作用。
引用方式Yang B, Wu XY, Ni J, Li BH, Deng LH, Xiang MJ. Modulation ofWnt/β-catenin signaling affects the directional differentiation of hairfollicle stem cells. Plast Aesthet Res 2016; 3:39-46.。
Wnt信号转导通路与间充质干细胞分化
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Ｗｎ ｔ 信号转导通路与问充质干细胞分化
胡 浩然
１ Ｗｎ ｔ 信 号 转 导 通路 概 述
活化 基 因七 经 Ｇ 受 体 （ Ｃ Ｅ Ｉ Ｒ） 、 Ｐ ｒ ｉ ｃ ｋ ｌ ｅ（ Ｐ ｋ ）蛋 白 和 Ｓ ｔ ｒ ａ ｂ ｉ ｓ ｍｕ ｓ（ Ｓ ｔ ｂ ｍ）蛋 白／ ｖ ａ ｎ Ｇ ｏ ｇ ｈ样 蛋 白 ２ （ Ⅵ ＮＧ Ｌ２ ） 结合 ， 通过散乱蛋 白（ Ｄ ｖ １ ） 和Ｄ ｖ ｌ 相关形 态发生 活化 因子 （ Ｄ Ａ ＡＭ） 一 １ 激活 Ｒ ｈ ｏ家族 小 分子 鸟苷 酸三 磷 酸酶 （ Ｒ ｈ ｏ Ｇ Ｔ Ｐ ａ ｓ ｅ ｓ ） 和ｃ － Ｊ ｕ ｎ氨基末端蛋 白激 酶 （ Ｊ Ｎ Ｋ） 信号转 导通 路， 后者 的 Ⅵ ｔ 则通过与 Ｆ ｒ ｚ ＿ ７ 和Ｋ ｎ ｙ ｐ ｅ ｋ （ Ｋｎ ｙ ） 蛋 白或受 体酪氨酸激酶样孤儿受体（ Ｒ ｏ ｒ ） ２ 蛋 白结合升高细胞 内钙 离子浓度 ， 并激活 钙调素依 赖性蛋 白激酶 （ Ｃ ａ ＭＫ） Ｉ ］ 和蛋 白激酶 Ｃ （ Ｐ ＫＣ ） Ｉ ８ 。
成 骨 细胞 、 软 骨细胞 和 脂 肪 细胞及 其 前体 间充质 干 细胞 生 物 学行 为 ， 可作 为 临床 治疗 骨骼 疾病 的 策略 。该 文
就 ｗｎ ｔ信号 转 导通 路 调控 间充质 干 细胞 向成 骨细胞 、 软 骨 细胞 和脂 肪 细胞 分化 研 究进 展 作一 综述 。
关键 词
摘要
赵 必增
周栓 虎
沈 龙 祥
非经典Wnt通路中Wnt-11对于干细胞分化发育的研究进展
非经典Wnt通路中Wnt-11对于干细胞分化发育的研究进展 Wnt 信号通路是一个复杂的蛋白质作用网络，其功能最常见于胚胎发育和癌症，但也参与成年动物的正常生理过程。
它分为经典Wnt信号通路和非经典Wnt信号通路。
Wnt-11属于非经典Wnt信号通路中的一员。
2、干细胞简介干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
当前，干细胞和再生医学的研究已成为自然科学中最为引人注目的领域。
3、Wnt-11诱导干细胞分化发育的研究现状孟琳琳［1］研究得出结论：Wnt-11基因有促进干细胞转化为心肌细胞的作用。
刘源［2］实验结果显示：BMMSCs可经FGF-2与Wnt-11各自单独诱导及两者联合诱导定向分化为心肌样细胞，且两者联合的诱导效果更佳。
Hai，Wang等［3］研究结果表明：Wnt-11在体外感染炎症条件下hMSCs成骨分化过程中起着重要的正性调节作用，可以作为一个潜在的调节靶点，发挥增强成骨分化的能力。
Shuang Liu等［4］实验结果表明：Wnt-11在调节MSC软骨形成分化过程中起着关键作用。
Sujeong，Jang等［5］实验数据显示：在hBM-MSC中，Wnt-11通过Fzd3激活来调节神经源性分化和JNK途径下游靶点的增加。
H-T，Chen等［6］实验证据揭示：Wnt-11促进脂肪干细胞分化为髓核细胞，Wnt-11过表达对于治疗椎间盘退变可能具有潜在的效用。
Hui，Shi等［7］实验数据证明：DIM（3，3-二吲哚甲烷）诱导外来体Wnt-11自分泌信号传导以激活β-连环蛋白信号并增强人脐带来源的间充质干细胞（hucMSCs）的干细胞性，DIM-hucMSCs在深度二度烧伤大鼠模型中表现出理想的修复能力。
4、展望近年来，虽然Wnt-11在干细胞分化发育领域已经取得了很大的突破，但研究中的困惑也一直存在。
比如：在干细胞多向分化发育的过程中，Wnt-11是否可以作为一种优质的诱导剂来发挥正面效应？我们该如何发掘Wnt-11的优势效应及其与其他因素的协同作用机制？我们该如何更加明确地阐明Wnt-11在非经典Wnt信号通路的作用机制以更好地应用于干细胞和再生医学的研究？在我看来，我们应该为已有的成就欢欣鼓舞，Wnt-11在干细胞方面的前景也是未来可期。
Wnt信号途径促进脂肪间充质干细胞向Ⅱ型肺泡上皮细胞分化
Wnt信号途径促进脂肪间充质干细胞向Ⅱ型肺泡上皮细胞分化石莉;竭晶;王芳;赵丹;张秀芳;彭丽萍【摘要】背景：脂肪间充质干细胞向Ⅱ型肺泡上皮细胞定向分化的能力以及调节机制尚未完全阐明。
<br> 目的：观察脂肪间充质干细胞在体外分化为Ⅱ型肺泡上皮的能力以及W nt途径对分化的调节作用。
<br> 方法：取大鼠脂肪组织，体外分离培养脂肪间充质干细胞并通过流式细胞术进行鉴定。
实验分为对照组、小气道生长液组和Wnt3a组，对照组用普通DMEM培养基培养，小气道生长液组和Wnt3a组均使用小气道生长液培养，且Wnt3a组加入Wnt信号通路激动剂Wnt3a培养。
诱导10 d后分别通过qRT-PCR和免疫荧光检测Ⅱ型肺泡上皮标志物肺表面活性蛋白B，C，D的表达，并于诱导5 d和10 d时通过Western blot 检测磷酸化β-catenin和GSK-3β。
<br> 结果与结论：大鼠脂肪组织中可成功分离出纯度较高的脂肪间充质干细胞，可表达 CD44和 CD29，不表达CD11b 和CD45；经小气道生长液诱导后，脂肪间充质干细胞中肺表面活性蛋白B，C，D蛋白和mRNA表达均上调(P <0.01)，表明其可被诱导为Ⅱ型上皮细胞；加入Wnt3a后，经诱导的脂肪间充质干细胞中肺表面活性蛋白B，C，D蛋白和mRNA表达均高于小气道生长液组(P <0.01)，且在诱导过程中磷酸化β-catenin表达随时间逐渐上调而GSK-3β表达逐渐下调(P <0.01)。
结果证实，Wnt信号通路在脂肪间充质干细胞诱导分化为Ⅱ肺泡上皮细胞过程中激活并促进干细胞的定向分化。
%BACKGROUND:Ability of adipose mesenchymal stem cels differentiating into type II alveolar epithelial cels and the regulating mechanism have not been fuly elucidated. <br> OBJECTIVE:To study the ability of adipose mesenchymal stem cels differentiating into type IIalveolar epithelial cels in vitro and the function of Wnt pathway in the regulation of differentiation. <br> METHODS:Adipose mesenchymal stem cels were obtained from fat tissue of rats and identified by flow cytometry. The adipose mesenchymal stem cels were divided into control group, smal airway growth medium (SAGM) group and Wnt3a group. Control group was treated with normal DMEM medium; SAGM and Wnt3a groups were both treated with smal airway growth medium, and additionaly, the Wnt3a group was treated with Wnt3a, a Wnt signaling pathway agonist. After 10 days, quantitative RT-PCR and immunofluorescence detection were used to test the expression of surfactant proteins B, C, D, type II alveolar epithelial marker s. Phosphorylatedβ-catenin and GSK-3β were detected using western blot after 5 and 10 days of induction. <br> RESULTS AND CONCLUSION: Adipose mesenchymal stem cels with high purity could be successfuly isolated from the adipose tissue of rats, and expressed CD44 and CD29, but not CD11b and CD45. After SAGM treatment, protein and mRNA expressions of surfactant proteins B, C, D were al increased in adipose mesenchymal stem cels (P < 0.01), indicating the ability of adipose mesenchymal stem cels to be induced into type II epithelial cels. Surfactant proteins B, C, D expressions at protein and mRNA levels were significantly higher in the Wnt3a group than the SAGM group (P < 0.01). During the induction progress, the expression of phosphorylated β-catenin gradualy increased, but GSK-3βexpression gradualy decreased in the Wnt3a group (P < 0.01). These findings indicate that Wnt signaling pathways areinvolved in differentiation of adipose mesenchymal stem cels into type II alveolar epithelial cels.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2015(000)032【总页数】7页(P5148-5154)【关键词】干细胞;脂肪干细胞;脂肪间充质干细胞;Ⅱ型肺泡上皮细胞;分化;Wnt3a;β-catenin;大鼠;脂肪;流式细胞术;GSK-3β;肺泡;国家自然科学基金【作者】石莉;竭晶;王芳;赵丹;张秀芳;彭丽萍【作者单位】吉林大学第一医院二部急诊科，吉林省长春市 130033;吉林大学第一医院呼吸科，吉林省长春市 130021;吉林大学中日联谊医院内镜中心，吉林省长春市 130033;吉林大学第一医院呼吸科，吉林省长春市 130021;吉林大学第一医院呼吸科，吉林省长春市 130021;吉林大学第一医院呼吸科，吉林省长春市130021【正文语种】中文【中图分类】R394.2文章亮点：文章结果显示，大鼠脂肪组织中可成功分离出纯度较高的脂肪间充质干细胞，经小气道生长液诱导后可分化为Ⅱ型肺泡上皮细胞，并且Wnt信号通路在脂肪间充质干细胞诱导分化为Ⅱ肺泡上皮细胞过程中激活并促进干细胞的定向分化。
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究摘要：牙周膜干细胞（PDSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成纤维细胞样细胞，其在牙周组织再生与重建中起着重要作用。
近年来，Wnt信号通路成为研究PDSCs成骨分化的热点。
本研究通过分离培养PDSCs，采用不同浓度的Wnt信号通路激动剂，检测细胞增殖情况和成骨分化相关分子表达，揭示Wnt信号通路调节PDSCs成骨分化的机制，并探讨其在牙周组织再生与重建中的应用前景。
结果表明，Wnt信号通路激动剂处理能够提高PDSCs的增殖能力和成骨分化潜能，同时上调关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达，下调抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达，对蛋白质水平的磷酸化调节也发挥重要作用。
总之，Wnt信号通路在调节PDSCs成骨分化过程中发挥着关键作用，为其在牙周再生领域的应用提供了新的思路和方法。
关键词：Wnt信号通路；牙周膜干细胞；成骨分化；RUNX2；osteocalcin；Dkk-1；SOST近年来，牙周组织再生与重建的研究备受关注，其中PDSCs作为一种重要的细胞来源受到越来越多的关注。
PDSCs具有自我更新和多向分化潜能，是牙周组织再生和重建中的重要细胞类型之一。
研究发现，Wnt信号通路在胚胎发育和成骨分化等生物学过程中发挥着关键作用。
因此，不少研究将目光投向Wnt信号通路在PDSCs成骨分化中的作用机制。
本研究通过对PDSCs进行不同浓度的Wnt信号通路激动剂处理，研究发现Wnt信号通路能够促进PDSCs的增殖和成骨分化。
同时，Wnt信号通路的激动对PDSCs关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达起到调节作用，并且抑制具有抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达。
实验还发现，Wnt信号通路的调节作用可能与蛋白质水平的磷酸化有关。
Wnt信号通路调控骨髓间充质干细胞分化在肺部疾病治疗中的研究进展
骨髓 问充质于细胞 （ Ｍｅ ｎ ｃ ｈ ｙ ｍａ ｌ Ｓ ｔ ｅ ｍ Ｃ ｅ ｌ ｌ ｓ ，
种作 用机 制 治疗 组 织 损 伤 。① 来 源 广 泛 ， 取 材方便 ， 在体 外培 养环 境 中 可贴 壁 生长 ， 实 验 室 分 离 纯化 相 对
容易； ② 容 易 经 体 外 扩 增 途径 获 得 大 量 干 细胞 ； ③ 免 疫 原性 低 ， 具有免疫调节功能 ， 进 行 同种 异 体 移 植 后 无 免疫 排 斥 反应 ； ④ 易 于 外 源 基 因 的转 染 和 表 达 ； ⑤
（ Ｃ ＯＰ Ｄ ） 等 肺 部疾 病 ， 病重者可致呼吸困难、 缺 氧， 甚 至呼 吸衰 竭而致 死 ， 居 城 市 居 民死 亡 率 第 ３位 和 农 村 居 民死亡 率 首 位 。近 年 来 ， 由于 大气 污 染 、 吸 烟 等 因 素， 肺 部 疾 病 发 病 率 明显 增 加 ， 给人类的健康带来 了
综述。
干细 胞 多 向分 化潜 能 研 究 的深 入 ， 干 细 胞 在肺 组 织 修
复重 建方 面 的应 用引 起许 多学 者 的 关 注 ， 有 不 少采 用 ＭＳ Ｃ ｓ 、 骨髓 干 细胞 在 动物 模 型上 修 复受 损 肺 组 织 的
报道 ， 为肺 部疾 病 的治疗 开 辟 了～条 新 的途径 。 目前肺损 伤 动物 实验 研 究 中 ， 以 ＭＳ Ｃ ｓ的 应 用 治 疗最 为 广泛 。肺 损伤 后会 导致 肺 部 炎 性 浸 润 ， 肺 泡 上 皮 和 内皮 细 胞 凋 亡 ， 肺泡结构被破坏 ， 肺 组 织 进 行 纤
极 大 的危 害 。尽 管 针 对 患 者 的呼 吸支 持 和 药 物 治 疗
研 究 取得 了巨大 的进展 ， 但 病 死率 仍 高 达 ４ ０ 。随着
Wnt信号通路在骨髓间充质干细胞增殖和神经分化中作用的研究进展
1973 年 ， Sharma 等 在 对 果 蝇 的 胚 胎 发 育 研 究 中 发 现 了 体 节 极 性 基 因 wingless （segment polarity gene）。 20 世 纪 80 年 代 初 ， Nusse R 等 用 小 鼠 乳 头 瘤 病 毒 （ mouse mammary tumor virus， MMTV） 诱 导 小 鼠 产 生 乳 腺 癌 的 过 程 中 发 现 小 鼠 的 原 癌 基 因 Int－1。 随 后 ， 人 们 发 现 两 种 基 因 属 于 同 源 基 因 ， 故 将 两 词合 并 为 Wnt ［19］ 一 词 。 Wnt 基 因 是 一 个 大 家 族 ， 编 码 一 大 类 分泌型糖蛋白分子， 含有一段信号肽及 23 或 24 个位置保 守 的 半胱氨酸残基。 Wnt 蛋白是一种在哺 乳 动 物 中 广 泛 存 在 的 分 泌 型 蛋 白 ， 仅 在 人 类 中 ， 其 成 员 就 至 少 有 19 种 ， 它 通 过 旁 分 泌 或自分泌的方式作用于邻近细胞， 影响着细胞的增殖和分化。 Wnt 信号通路是传递多个种族个体的 生 长 、 发 育 衰 老 和 死 亡 的 刺激信号的通路， 它对胚胎和体轴发育， 特别是神经系统的发 育起重要的作用。 普遍认为， Wnt 信号通路至少可分为三支： 2．1 经典 Wnt 信号通路 （canonical Wnt pathway） 经典 Wnt 信 号 通 路 即 Wnt ／ β－catenin 通 路 ， 是 Wnt 信 号 中 研 究 最 清 楚 的 一条通路， 在物种的进化过程中具有高度的保守性。 β－连环蛋 白 （β－catenin） 是此通路中的关键调 控 因 子 ， 通 路 开 放 与 否 和 β－catenin 的 水 平 密 切 相 关 。 在 正 常 情 况 下 ， β－catenin 部 分 与 胞膜上的 E－Ca 黏附蛋白 （E－cadherin） 相结合， 参与细胞的粘 附， 其余的 β－catenin 则与结肠腺瘤息肉样蛋白 （APC） 及轴素 多 聚 蛋 白 （ Axin） 复 合 物 结 合 。 而 胞 浆 中 糖 原 合 成 酶 激 酶
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P2Wnt 信号通路与干细胞定向分化【3】
Wnt 信号通路不但参与干细胞的自我更新和增殖,并通过多种方式作用于不同分化阶段的干细胞,调控相关基因的表达。
Wnt 信号通路中的蛋白因子常作为控制干细胞体外培养条件的作用靶点,其中β- Catenin 可作为关键因子维持胚胎干细胞的不分化状态。
在体外培养的干细胞中,加入配体Wnt3能够直接刺激胚胎干细胞的增殖和分化；而随后向胚层的分化过程也严格需要Wnt 信号通路中特异配体的介导.研究发现,在早期囊胚分化过程中能够检测到特异配体Wnt3 和Wnt8 短暂的高度表达。
目前对参与Wnt 信号通路的各类调控因子及其相互作用的分子机理的研究取得了一定的成果.参与经典信号途径的Wnt 家族成员包括Wnt1 , Wnt3a , Wnt8 , Wnt8b等,家族中的其他成员Wnt4 , Wnt5a , Wnt11则参与另一条依赖Ca2 +的非经典Wnt 信号通路。
配体Wnt5a 有可能作为Wnt3 的抗拮因子抑制经典Wnt 途径下游事件的发生。
比较典型的例子是在Wnt3a促进造血干细胞分化的同时,Wnt5a能够抑制Wnt3a的激活作用从而增强造血干细胞的增殖能力和自我更新能力，此作用是通过Wnt5a介导非经典途径协调经典Wnt 信号途径而实现的。