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西南大学罗凌飞研究团队在肝脏发生的分子机制上取得重要进展

生命科学学部 田艳艳 谷瑞升

  3月11日,最新一期的《发育细胞》(Developmental Cell)将西南大学生命科学学院教授罗凌飞研究组在肝脏发育调控机制方面的重要成果作为每期亮点刊登(Developmental Cell, 2013; 24(5): 543-553, Issue Highlights)。该论文针对特定细胞类型如何特异性地响应经典信号分子的问题,发现内胚层细胞特异性表达的单次跨膜蛋白EpCAM赋予了内胚层细胞响应肝脏诱导信号的能力,并阐明了EpCAM发挥功能的分子机理。EpCAM就如同一张执照,有了这张执照的细胞,才具备被诱导分化为肝脏细胞的能力。

  经典信号途径如Wnt、Bmp、Fgf等在胚胎发育的许多过程中都发挥重要功能,而对于这些经典信号途径发挥功能的细胞或组织特异性如何实现这一发育生物学研究中的重要问题迄今却知之甚少。来源于轴旁中胚层的经典Wnt信号Wnt2bb对于诱导肝脏发生至关重要,而该信号为什么只在相邻的内胚层细胞中而不在信号分子周围的其它细胞类型中诱导肝脏发生?也就是说,内胚层细胞如何特异性地响应和解读Wnt2bb肝脏诱导信号?

  针对此科学问题,西南大学淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室罗凌飞指导博士研究生陆辉强等,以斑马鱼为模式动物,克隆了在内胚层中特异性表达的单次跨膜蛋白EpCAM,该蛋白可与Wnt信号重要调控因子Kremen1直接结合,这种结合会导致Kremen1-Dkk2-Lrp6三元复合体的解离,进而抑制该三元复合体介导的Lrp6内吞,从而使得Lrp6更多地停留在细胞膜上并帮助Lrp6信号转导复合体的形成(Lrp6转导复合体的形成对于Wnt信号的激活至关重要)。这样,EpCAM在内胚层细胞中特异性地抑制Lrp6内吞进而帮助Lrp6信号转导复合体的形成,使内胚层细胞具备了特异性响应Wnt2bb肝脏诱导信号的能力;而在Wnt2bb周围的其它类型细胞中,由于没有EpCAM存在,Kremen1-Dkk2-Lrp6三元复合体就会形成并导致Lrp6被内吞失活,Wnt2bb信号就无法被转导,也就使得肝脏发育只能在Wnt2bb周围的内胚层中发生。该成果促进了对经典信号途径发挥功能的细胞或组织特异性如何实现这一重要科学问题的深入理解。

  该项研究得到了国家杰出青年科学基金项目(30925022)和国家自然科学基金重点项目(31130038)的资助。

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