《連線蛋白lrap35a調節Wnt信號通路和細胞運動的作用機理》是依託山東大學，由石德利擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：連線蛋白lrap35a調節Wnt信號通路和細胞運動的作用機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：石德利
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
已有的體外研究顯示連線蛋白lrap35a通過結合併激活MRCK參與調節細胞的運動，但它在胚胎髮育過程中的功能還沒有報導。我們的工作首次發現lrap35a能與Wnt通路重要成員Dishevelled相結合併能抑制其激活經典Wnt信號的活性。在斑馬魚中靶向敲除lrap35a顯示突變體胚胎的下包運動延遲，說明它在早期發育中有重要作用。本項目將依據這些工作基礎在斑馬魚中深入研究lrap35a在胚胎髮育過程中調節經典和非經典Wnt信號的機制，確定它在原腸作用過程中調節各種細胞行為的作用。我們還將通過解決lrap35a與其結合蛋白的相互作用如何調節胚胎細胞的運動能力和極向這個關鍵問題，來達到進一步闡明形態發生運動調控網路和分子機制的目標。這項研究將有助於鑑別出在發育過程中調節不同Wnt信號通路和細胞定向運動的新成員以及新機理，其成果能為了解人類疾病的病因和採取干預手段等方面提供有價值的線索。
結題摘要
連線蛋白lrap35a（現更名為Lurap1）對細胞的方向性運動有重要作用，但其調節機制及其在早期發育過程中的功能還沒有報導。我們在斑馬魚胚胎髮育過程中研究了Lurap1調節原腸胚形成過程中各種細胞行為的作用。對Lurap1母源-合子突變體的分析顯示它們表現出細胞定向運動和胚胎前後軸延伸的缺陷，但胚胎背腹軸的圖式化沒有受到影響，說明Lurap1特異性地調節早期胚胎髮育過程中的細胞運動。生化分析發現Lurap1通過其羧基端與Dishevelled的PDZ結構域相作用，影響Dishevelled的細胞膜定位以及對非經典Wnt信號的激活。高表達和基因敲除分析顯示Lurap1負調節非經典Wnt信號途徑，在細胞中抑制JNK的激活。通過延時活體成像，我們發現Lurap1在進行不對稱運動的細胞中（脊索中胚層和神經板外胚層）呈現一定程度的不對稱分布。它與Dishevelled的功能性作用調節細胞突觸（例如板足和絲足）以及微管組織中心的極性形成，因此調節細胞的極性和定向運動。這一工作鑑別出一個新的Dishevelled作用蛋白，並且證明Lurap1參與調節非經典Wnt信號途徑（Nature Communications 2017）。 對這個工作的延伸使得我們詳細闡明了Dishevelled（Dvl）旁系同源基因調節集中延伸運動和體軸形成的差異性和協同性功能。我們首次在斑馬魚中得到了5個dvl基因的母源-合子突變體，進一步的研究發現dvl2基因對細胞的定向運動和胚胎體軸的延伸有主要的作用，而dvl3a在這些過程中與dvl2協同作用，顯示出重要的劑量依賴性效應。這一工作還突出了dvl2和dvl3a基因的母源產物對合子發育過程的重要性。此外，dvl2基因的突變引起劑量依賴的顱面發育缺陷，顯示出Dvl介導的各種Wnt信號途徑在軟骨形態發生過程中的調節性功能（Plos Genetics 2018）。
