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酪氨酸为基础的信号介导LRP6的内吞作用和Wnt基因/β-catenin信号脱敏

背景：LRP6是一个重要的Wnt/β-catenin共受体信号，控制各种生物途径。

结果：LRP6酪氨酸突变体显示出更长的半衰期和升高的脂质筏分布，磷酸化，和信令。

结论：LRP6的网格蛋白介导的内吞作用介导了它的降解，而小窝依赖的途径促进的Wnt/

β-catenin信号。

意义：了解基本的LRP6内吞作用和Wnt基因/β-catenin信号通路的分子机制将有助于这

一目标的治疗方法的途径的发展。

摘要

Wnt/β-catenin信号编排的一些关键事件，包括发育过程中细胞的生长，分化和细胞存活。

该途径的错误调节导致多种人类疾病，尤其是癌症。内吞作用和磷酸化低密度脂蛋白受体相

关蛋白6（LRP6），一个重要的共受体的Wnt/β-catenin信号通路，在介导的Wnt/β-连环

蛋白信号转导中发挥至关重要的作用。然而，其调控机制尚不完全清楚。在这项研究中，我

们定义了它的LRP6内吞交易调节的Wnt/β-catenin信号通路的激活机制。我们表明LRP6

突变体有缺陷基于酪氨酸的信号在其胞质尾区具有增加细胞表面的分布和内吞作用速率的

降低。这些变化在LRP6内吞作用与对小窝的分配增加，磷酸化增加，以及Wnt/β-catenin

信号增强一致。我们还表明，治疗的Wnt3a配体或阻塞的LRP6引导的网格蛋白介导的内

吞作用，导致对受体脂筏以野生型的再分配。相比野生型LRP6信号激活，Wnt3a刺激LRP6

酪氨酸突变体也表现出增加的响应，并且当胞膜窖介导的胞吞作用被阻止这种激活就被抑

制。我们的研究结果揭示了其中的LRP6内吞途径调节其磷酸化的Wnt/β-catenin信号强

度的分子机制，并就如何实现这一途径能在人类疾病中被调制的影响。

Wnt信号/β-catenin信号通路调控胚胎发育过程中的各种活动，包括细胞增殖，存活，迁

移和极性，规范细胞的命运，和自我更新（1-3）。因此，异常的Wnt/β-catenin信号导致

胚胎发育以及多种人类疾病，如癌症（4）和阿耳茨海默氏病（5）的缺陷。Wnt信号系列

包括19种分泌糖蛋白（6）从事两种细胞表面受体–跨膜受体（FZ）家庭（7）和低密度脂

蛋白受体（低密度脂蛋白）相关的蛋白质5/6（LRP5/6）（8）。Wnt刺激诱导的LRP5/6

的磷酸化，这导致糖原合成酶激酶3β（GSK3β）介导的β-连环蛋白磷酸化的抑制（9,10）。

因此，β-连环蛋白积聚和易位至细胞核，在那里它激活靶基因的表达（1,11）。

细胞表面受体的内吞作用的信号传导具有重要的调节活动，包括的Wnt/β-catenin信号

（12,13）。研究表明，该网格蛋白介导的通路在通过下调跨膜信号受体（14,15）终止细胞

信号传导有一个关键的作用。在某些情况下当信令持续活性，然而，受体可经历连续几轮的

内吞作用和再循环，从而保护受体的降解（16-18）。网格蛋白的内化大多发生在脂筏，这

是膜微，由胆固醇和糖脂（19）的动态组装。小窝蛋白介导了一些网格蛋白独立的事件，

形成于脂筏膜内陷小窝（20）。这一途径已被证实通过促进受体的吸收和内胞膜窖（21,22）

的信号分子，起到受体介导的信号传导的平台的作用。细胞表面受体的细胞膜和胞吞区室之

间的流量包含其胞质尾区，使它们有效地招募到内吞囊泡内的信号。几类细胞内吞作用的信

号已经鉴定了靶表面蛋白以网格蛋白包被小泡（23）。初步确定在低密度脂蛋白受体和转铁

蛋白受体以酪氨酸为基本成分的基序NPXY或YXXØ（其中X可以是任何氨基酸和Ø为氨

基酸有庞大的疏水基团）中的胞质尾区中的（24）。此外，丝氨酸残基的配体诱导的磷酸化

也可作为受体的内吞作用的信号，显然为了G蛋白偶联受体家族（25）的成员。

LRP6包含其胞质区域内的多个潜在的内吞作用的基序，其中包括两个基于酪氨酸的信号和

5个保守的PPP（S/T）p的基序，对于Wnt/β-连环蛋白信令其磷酸化是必要的（

10）。因此，我们推测，在LRP6的胞内结构域的特定序列基序调节其细胞内吞作用和信号

转导。在这里，我们使用独特的LRP6突变体定义了LRP6的内吞作用，磷酸化和Wnt基

因/β-catenin信号通路潜在的机制。

实验步骤

的LRP6的野生型和突变体的克隆-