Chen, A. E., Ginty, D. D. & Fan, C. -M. Protein kinase A signalling via CREB controls myogenesis induced by Wnt proteins. Nature 28 Nov 2004 (doi:10.1038/nature03126) |
WNT11 acts as a directional cue to organize the elongation of early muscle fibres
Je'ro^me Gros, Olivier Serralbo & Christophe Marcelle Nature 457,n7229, 589-593 (29 January 2009) | doi:10.1038/nature07564
Ранние скелетные мышцы позвоночных являются хорошо организованной тканью, в которой первичные мышечные волокна, миоциты, располагаются параллельно и вдоль передне-задней оси эмбриона. Однако, как миофибриллы приобретают свою ориентациюво время ращзвития, неизвестно. Здесь было показано, что во время раннего миогенеза у кур WNT11 играет существенную роль в ориентированной элонгации миоцитов. Было установлено, что нервная трубка, которая, как известно, управляет экспрессией WNT11 на медиальном крае сомитов1, необходима и достаточна для ориентации элонгации миоцитов. Было установлено, что специфическое ингибирование функции WNT11 в сомитах ведет к дезорганизации миоцитов. Было установлено, что WNT11 обеспечивает свой эффект посредством эволюционно законсервированного пути planar cell polarity (PCP), стоящего ниже WNT/β-catenin-зависимого пути, необходимого для инициации миогенной программы миоцитов и экспрессии WNT11. Наконец, было показано, что локализованный эктопический источник WNT11 может заметно менять ориентацию миоцитов, указывая тем самым, что WNT11 действует как направляющий сигнал в этом процессе. Все эти данные показывают, чтопоследовательное действие WNT/PCP и WNT/β-catenin путей необходимо для формирования полностью функциональных эмбриональных мышечных волокон. Получены также доказательства того, что WNTs могут дейатвовать в качестве инструктивных сигналов, чтобы регулировать PCP путь у позвоночных.
Fill in the blanks... or 'join the (molecular) dots' from Wnt to the myogenic determinant genes. Решение пришло, когда Chen, Ginty and Fan установили, что пердача сигналов от protein kinase A () посредством cyclic-AMP-response-element-binding protein () обусловливает индукцию с помощью Wnt миогенных детерминант , and
Wnt белки экспрессируются в областях , близких к клеткам миогенных предшественников и in vitro м. индуцировать Pax3, MyoD и Myf5, но, по-видимому, не с помощью канонической β-catenin-обусловленной транскрипции. Накапливаются доказательства, что Wnt использует G-белки для передачи сигналов. Авт. исследовали потенциальную роль одного из главных G-protein путей посредством в транскрипции фактора CREB в миогенезе. Они использовали CREB фосфорилирование для выявления активности PKA, которая находится ниже adenylyl cyclase и обнаруживает динамические паттерны CREB фосфорилирования в областях, которые зеркально отражают паттерны миогенной индукции. 10.5-дневные эмбрионы от Creb-/- мышей обнаруживали редуцированный или ограниченный паттерны генной экспрессии для Pax3, MyoD и Myf5, которые также отражали и уровни белков. Выявляется компенсаторное увеличение др. членов семейства CREB, так что, если ингибированы все члены семейства с помощью доминантно-негативного подхода (аденовирусами экспрессируемые acidic CREB, Ad-ACREB), то миогенные дефекты, как и ожидалось, были более тяжелыми.
Чтобы установить, где CREB пристроен между Wnt и миогенной индукцией, Chen, Ginty and Fan использовали in vitro подход, с помощью которого экспланты embryonic presomitic mesoderm (psm) культивировали вместе с - или -экспрессирующими клетками, чтобы индуцировать миогенные гены. Инфицирование эксплантов Ad-ACREB репрессировало Wnt1- или Wnt7a-индуцированный миогенез в то же самое время, когда происходила репрессия экспрессии миогенных генов. И Wnt1 и Wnt7a индуцируют CREB фосфорилирование в psm клетках в этой системе. Совместное культивирование Wnt1- или Wnt7a-экспрессирующих клеток с двумя др. типами клеток также м. индуцировать CREB-обусловленную транскрипцию (измеренную с помощью CRE-luciferase репортера). В обоих случаях Ad-ACREB или ингибитор adenylyl-cyclase блокировали индукцию репортера. Рекомбинантный индуцирует CREB фосфорилирование в psm клетках столь же эффективно, что и ингибирование с помощью ингибитора adenylyl-cyclase или с помощью доминантно-негативной формы PKA. Всё это подчеркивает, что CREB находится иерархически ниже adenylyl cyclase и PKA в системе передачи сигналов Wnt.
В согласии с этим находится и искусственное усиление или ослабление активности adenylyl-cyclase с помощью модулирования Gα белков в psm-Wnt-клеточных ко-культурах, усиливающих или репрессирующих, соотв., экспрессию миогенных генов. Наконец, авт. использовали культуры эксплантов psm, чтобы показать, что Wnt белки нуждаются в активности adenylyl cyclase и PKA, чтобы обеспечить миогенез. Хотя и имеются стержневые CRE сайты в промоторах Myf5 и Pax3, однако, необходимо убедиться, м. ли CREB непосредственно активировать миогенные гены. Исследователи Wnt предполагают о возможном участии PKA-CREB пути в Wnt-индуцированной клеточной пролиферации и жизнеспособности стволовых и раковых клеток.
