R-Spondin2 (roof plate-specific spondin, Rspo2) это один из 4-х известных членов семейства R-Spondin (Rspo1, 2, 3 и 4). R-Spondins являются секретируемыми белками, содержащими гидрофильный секретируемый пептидный сигнал, богатый cysteine furin-подобный домен и thrombospondin type 1 повторяющийся домен (Yoon and Lee, 2012). Интересно, что семейство R-spondin молекул обнаруживается только у позвоночных и примитивных хордовых; поиски у беспозвоночных, таких как Drosophila и Caenorhabditis не выявили каких-либо R-Spondin гомологов (de Lau et al., 2012).

Поскольку их сигнальные пути и механизмы полностью известны, все 4 R-Spondins функционируют как позитивные регуляторы канонической передачи сигналов Wnt, а Rspo3, как было установлено, участвует в передаче сигналов Wnt planar cell polarity (PCP) (Kazanskaya et al., 2004; Nam et al., 2006; Binnerts et al., 2007; Chassot et al., 2008; Kim et al., 2008; Lu et al., 2008; Carmon et al., 2011; de Lau et al., 2011; Glinka et al., 2011; Ohkawara et al., 2011). Возможно, что R-Spondins продлевают клеточную способность отвечать на передачу сигналов Wnt путем регуляции оборота Wnt рецепторов в мембране (Binnerts et al., 2007; Carmon et al., 2011; de Lau et al., 2011; Glinka et al., 2011; Ohkawara et al., 2011; Hao et al., 2012). R-Spondins являются относительно новым семейством сигнальных молекул и сегодня большинство исследований их функции сфокусировано на передаче сигналов Wnt; однако, имеются некоторые указания, что R-Spondins могут обеспечивать общение между сигнальными путями или оперировать независимо от передачи сигналов Wnt (Mathew et al., 2008; Friedman et al., 2009).

Онтогенетические функции Rspo2 включают и его роль в миогенезе (Kazanskaya et al., 2004; Han et al., 2011), черепно-лицевом морфогенезе (Yamada et al., 2009; Jin et al., 2011), в пролиферации кератиноцитов (Chua et al., 2011), созревании остеобластов (Friedman et al., 2009), развитии лёгких (Bell et al., 2008) и ву развитии конечностей (Nam et al., 2007a; Aoki et al., 2008; Bell et al., 2008). В каждом случае Rspo2, как полагают, усиливает передачу сигналов Wnt благодаря своей способности действовать синергично с Wnts, чтобы увеличивать уровни стабилизированного β-catenin в цитоплазме; Rspo2 не может инициировать каскад в отсутствие Wnt (Kim et al., 2008).

Различные пути передачи сигналов в клетках участвуют в формировании слуховой улитки и формировании паттерна Кортиева органа, недавно детально рассмотрены Groves and Fekete (2012). Точное формирование паттерна сенсорного эпителия очень важно для оптимального слуха, оно тонко регулируется, чтобы создать одиночный ряд из внутренних волосковых клеток (IHCs) и три ряда наружных волосковых клеток (OHCs), это сопровождается образованием поддерживающих клеток (SCs): двух рядов фалангеальных клеток, двух рядов pillar клеток и трех рядов клеток Dieters'. В раннем развитии улитки передача сигналов Notch необходима, чтобы специфицировать область просенсорных клеток (Hartman et al., 2010), тогда как передача сигналов Wnt участвует в экспансии просенсорного домена (Jacques et al., 2012). Передача сигналов BMP, Fgf и Hedgehog затем определяет латеральные границы презумптивного Кортиева органа (Driver et al., 2008; Hayashi et al., 2008; Ohyama et al., 2010). Как только сенсорный эпителий оказывается предопределен, то передача сигналов Notch инициирует сеграгацию клеток в те, что предназначены стать волосковыми клетками и в те, что будут поддерживающими клетками (Lanford et al., 1999). Передача сигналов Fgf и BMP вносит вклад в принятие решений о судьбах клеток (Mueller et al., 2002; Hayashi et al., 2007; Puligilla et al., 2007; Hwang et al., 2010; Liu et al., 2011), а передача сигналов Wnt необходима для дифференцировки волосковых клеток (Jacques et al., 2012).

Принимая во внимание, что активность Wnt необходима для дифференцировки волосковых клеток и что Rspo2 выполняет различные6 роли во время развития, мы исследовали потенциальную роль Rspo2 в развитии улитки. Удивительно, но мы установили, что во время развития улитки Rspo2 не усиливает передачу сигналов Wnt.

Анализ экспрессии всех 4-х членов семейства R-Spondin показал, что только R-Spondin2 (Rspo2) экспрессируется в улитке во время развития сенсорного эпителия. Изучение Rspo2^-/- мышей показало, что потеря Rspo2 вызывает появление дополнительного ряда наружных волосковых клеток и нарушение паттерна периферической иннервации. Добавление Rspo2 рекомбинантного белка к органотипическим культурам улитки приводило к небольшому, но достоверному уменьшению количества наружных волосковых клеток. Итак, Rspo2 необходим для ограничения количества наружных волосковых клеток в виде трех рядов для оптимального распределения периферических нервных волокон. Rspo2 избыточность и недостаточность функции показывают, что во внутреннем ухе Rspo2 функционирует не в качестве усилителя Wnt, а самостоятельно.