Altered Wnt Signaling Pathway in Cognitive Impairment Caused by Chronic Intermittent Hypoxia: Focus on Glycogen Synthase Kinase-3β and β-catenin

Background:

Cognitive impairment is a severe complication caused by obstructive sleep apnea (OSA). The mechanisms of causation are still unclear. The Wnt/β-catenin signaling pathway is involved in cognition, and abnormalities in it are implicated in neurological disorders. Here, we explored the Wnt/β-catenin signaling pathway abnormalities caused by chronic intermittent hypoxia (CIH), the most characteristic pathophysiological component of OSA.

Methods:

We divided 32 4-week-old male C57/BL mice into four groups of eight each: a CIH + normal saline (NS) group, CIH + LiCl group, sham CIH + NS group, and a sham CIH + LiCl group. The spatial learning performance of each group was assessed by using the Morris water maze (MWM). Protein expressions of glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) and β-catenin in the hippocampus were examined using the Western blotting test. EdU labeling and terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling staining methods were used, respectively, to determine the proliferation and apoptosis of neurons in the hippocampal dentate gyrus region.

Results:

Mice exposed to CIH showed impaired spatial learning performance in the MWM, including increased mean escape latencies to reach the target platform, decreased mean times passing through the target platform and mean duration in the target quadrant. The GSK-3β activity increased, and expression of β-catenin decreased significantly in the hippocampus of the CIH-exposed mice. Besides, CIH significantly increased hippocampal neuronal apoptosis, with an elevated apoptosis index. Meanwhile, LiCl decreased the activity of GSK-3β and increased the expression of β-catenin and partially reversed the spatial memory deficits in MWM and the apoptosis caused by CIH.

Conclusions:

Wnt/β-catenin signaling pathway abnormalities possibly play an important role in the development of cognitive deficits among mice exposed to CIH and that LiCl might attenuate CIH-induced cognitive impairment via Wnt/β-catenin signaling pathway.     

Wnt/β-catenin信号通路拮抗剂与骨质疏松

Wnt/β-catenin信号通路是重要的细胞信号转导途径,在细胞的增殖、分化中发挥重要作用。目前的研究表明Wnt/β-catenin信号通路在骨代谢中发挥重要作用,该通路的异常与骨质疏松的发生有关。Wnt/β-catenin拮抗剂可以抑制Wnt/β-catenin信号通路,导致通路表达异常,进一步研究Wnt/β-catenin信号通路拮抗剂,设计出阻断该通路拮抗剂的物质,可为骨质疏松的治疗提供一种新的途径。     

Wnt/β-catenin信号通路与大肠癌研究进展

Wnt信号通路与人类大肠癌的发病密切相关,Wnt信号通路的基因缺陷可激活Wnt信号通路并使其保持持续激活状态,使肠粘膜上皮过度增生,从而导致正常的肠粘膜向肿瘤转化,针对Wnt/β-catenin信号通路中的关键成分为靶点,靶向治疗大肠癌,已成为肿瘤治疗的新方向。我们就Wnt信号通路的异常变化及其调节和干预综述如下。     

Wnt/β-catenin信号与胃癌防治研究进展

胃癌的发生、发展机制复杂,细胞信号通路异常活化在其中起着至关重要的作用。Wnt/β-catenin信号参与胃癌细胞的增
殖、侵袭和转移,并有效诱导胃癌的耐药和再生,是介导胃组织癌变的关键信号;靶向抑制Wnt/β-catenin能够抑制胃癌的生长、
侵袭转移,增加化疗药物的敏感性。本文对Wnt/β-catenin在胃癌发生和发展中的作用和干扰Wnt/β-catenin治疗胃癌的最新研
究进展进行综述,期望为胃癌的防治提供新的思路。
     

Wnt/β-catenin信号通路与肾脏疾病

wnt信号通路的异常调节已经在许多疾病中被研究,包括肾脏疾病。wnt信号通路传导主要分为两类：经典wnt信号通路、非经典wnt信号通路。其中对经典wnt信号通路,即wnt/β-catenin的研究最为深入。wnt/β-catenin信号通路在肾脏的产生、损伤修复及其他肾脏疾病中有着重要的作用。但是wnt/β-catenin如何影响相关肾脏疾病的机制仍不是非常明确。本文简单总结了近来wnt/β-catenin信号通路与肾脏疾病的相关进展。     

NGX6对Wnt/β-catenin通路β-catenin/TCF/LEF转录活化的影响

目的:探讨NGX6基因对结肠癌Wnt信号转导通路β-catenin/TCF/LEF转录活化的影响,明确NGX6在Wnt/β-catenin信号转导通路中的作用机制.方法:(1)构建β-catenin野生型真核表达载体pcDNA3.1( )-β-catenin(WT),(2)转染外源性pcDNA3.1( )-β-catenin(WT)及pCMV-myc-NGX6于COS-7细胞,TCF-4荧光素酶报告质粒检测转染NGX6前后TCF-4的转录活性.(3)无外源性β-catenin,pCMV-myc-NGX6单独转染COS-7细胞及结肠癌SW620细胞,TCF-4荧光素酶报告质粒检测TCF-4的转录活性,并采用Western blot的方法检测两组细胞核内β-catenin及TCF-4的表达.结果:(1)成功构建真核表达载体pcDNA3.1( )-β-catenin(WT);(2)pcDNA3.1( )-β-catenin(WT)与pCMV-myc-NGX6共转染COS-7细胞较pcDNA3.1( )-β-catenin(WT)单独转染时TCF-4荧光素酶活性明显下降(P＜0.05);(3)无外源性β-catenin,pCMV-myc-NGX6转染COS-7及SW620细胞后TCF-4荧光素酶活性较空白质粒转染组下降(P＜0.05);(4)NGX6转染COS-7及SW620后核内β-catenin及TCF-4的表达下降.结论:NGX6对结肠癌中Wnt/β-catenin通路的β-catenin/TCF/LEF转录活化具有负性调节作用,其作用机制可能与NGX6抑制β-catenin的核转位有关.     

Wnt/β-catenin通路在鼻咽癌分化中的作用

[目的]探讨Wnt/β-catenin通路的枢纽分子β-catenin和β-catenin/Tcf复合体在不同分化程度鼻咽癌中的表达,进而阐明Wnt/β-catenin通路对鼻咽癌分化的作用.[方法]采用免疫组化方法检测13例鼻咽粘膜慢性炎症和74例不同分化类型的鼻咽癌组织中β-catenin的表达;转染野生型和突变型Tcf荧光素酶报告质粒,检测β-catenin/Tcf复合体在高低分化鼻咽癌细胞株中的含量.[结果]β-catenin在鼻咽癌中的异常表达主要出现在细胞浆内过表达.在角化性鳞癌、分化型非角化性癌中β-catenin胞浆内的过表达相对少,而在未分化癌中胞浆内累积明显增多.未分化癌与角化性癌、未分化癌与分化型非角化性癌相比较,β-catenin的表达有统计学差异,P值分别为0.0195和0.0003.通过检测转染后荧光素酶活性发现β-catenin/Tcf复合体在低分化鼻咽癌细胞株(CNE-2和HONE-1)中的表达是高分化鼻咽癌细胞株(CNE-1)的80～123.6倍.[结论]低分化鼻咽癌细胞比高分化鼻咽癌细胞有更高水平的胞浆内β-catenin和核内β-catenin/Tcf的表达,说明前者的Wnt/β-catenin通路比后者明显地处于更高的活化状态中,提示Wnt/β-catenin通路可能在抑制鼻咽癌细胞的分化中起重要作用.     

Wnt/β-catenin信号途径与食管腺癌发生

Wnt信号途径是通过Wnt蛋白与其受体结合活化靶细胞内各种级联放大信号系统介导信号传导,是由多种调节蛋白参与的复杂信号传导通路,分为Wnt/β-catenin介导的经典途径和非经典的细胞极性途径、Wnt/Ca2+途径,具有调控细胞增殖、分化及运动的重要功能,在胚胎发育、     

通过Wnt/β-catenin通路影响结肠癌细胞凋亡

目的 探究驱动蛋白家族分子C3(kinesin superfamily protein C3, KIFC3)对结肠癌细胞凋亡的影响和可能作用机制。方法 通过慢病毒载体构建稳定低表达KIFC3的HCT116细胞株(sh-KIFC3),同时设置对照组和阴性对照(sh-NC)组。Hoechst 33258荧光染色检测各组细胞的凋亡形态,流式细胞术检测各组细胞的凋亡率。Western blot法检测沉默KIFC3表达对Bax、Bcl-2、cleaved caspase-9(CC9)、PARP1、β-catenin、GSK-3β和c-Myc蛋白含量的影响。结果 Hoechst 33258荧光染色显示,sh-KIFC3组有较多的细胞核呈现出核染色质浓缩、聚集等凋亡特征性改变,而对照组和sh-NC组则无凋亡特征性改变;流式细胞术结果显示,sh-KIFC3组细胞凋亡率明显高于对照组和sh-NC组(P<0.001)。同时,Western blot法检测结果显示,sh-KIFC3组Bax、CC9、PARP1及GSK-3β蛋白表达量均明显高于对照组和sh-NC组(P<0.05),Bcl-2、β-catenin和c-Myc蛋白表达量明显低于对照组和sh-NC组 (P<0.01)。结论 KIFC3下调可能通过干扰Wnt/β-catenin信号通路抑制结肠癌细胞HCT116凋亡。     

Wnt/β-catenin通路异常在卵巢癌中的研究进展

如何早期诊断早期治疗成为当今卵巢癌研究的重要课题。β-catenin作为Wnt信号通路的细胞粘附和信号转导分子,被认为在卵巢癌发生过程中起到了关键作用,被认为在卵巢癌发生过程中是早期事件。预示着β-catenin有可能成为临床发现与治疗卵巢癌的分子靶标。     

经典Wnt/β-catenin信号通路中的双向调控

In recent years,Wnt/β-catenin signaling has been identified as a key player in embryogenesis and human diseases.Canonical Wnt signaling pathway is controlled by a variety of classic molecules like Wnt,β-catenin,Axin,APC,GSK-3β and CK1,which interact and coordinate to regulate the expressions of cell signaling molecules.The latest evidences suggest that some components of the Wnt/β-catenin signaling,like APC,GSK-3β,CK1,Dkk2 and WISE,play dual roles different from what they have been thought previously.Here w...     

Wnt/β-catenin的表达与肿瘤关系研究进展

Wnt为机体一类分泌型糖蛋白,其通过自分泌或者旁分泌途径发挥作用。β-catenin(β-连环蛋白)是Wnt信号通路中重要型信号传递因子,为多功能蛋白质。游离型β-catenin可进入细胞核,对基因表达起到调节作用。另β-catenin在机体细胞连接处可结合钙黏素形成粘合带。Wnt信号途径可促进细胞内β-catenin不断积累,β-catenin的异常表达可诱发机体肿瘤的发生。本次研究对Wnt/β-catenin的表达以及其与肿瘤关系进行分析阐述,旨在为后续临床相关研究及肿瘤治疗提供指导依据。     

延龄草皂苷通过抑制TGF-β/Smad3与Wnt/β-catenin信号通路改善大鼠肺纤维化

目的 探讨延龄草皂苷对肺间质纤维化大鼠的治疗作用及其可能机制。 方法 雄性SD大鼠50只,随机分为对照组,模型组,延龄草皂苷低、中、高剂量组［25 mg/(kg·d)、50 mg/(kg·d)和100 mg/(kg·d)］,每组10只。除对照组外,其余各组采用气管插管注入伯莱霉素法(5 mg/kg)建立大鼠肺纤维化模型;次日开始连续给药28 d。处死大鼠后,取肺组织称重并计算肺系数;进行HE和Masson染色观察小鼠肺组织形态病理学变化;ELISA法检测大鼠白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的表达以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性;Western blotting法检测大鼠肺组织中纤连蛋白(fibronectin)、胶原蛋白Ⅰ型(Collagen Ⅰ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、转化生长因子-β(TGF-β)、SMAD同源物3(Smad3)、Wnt3a、β-连环蛋白(β-catenin)和糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的蛋白表达水平。 结果 与模型组比较,延龄草皂苷低、中、高剂量组的肺系数降低;大鼠肺组织炎性细胞浸润、胶原沉积和纤维化程度改善;大鼠IL-1β、TNF-α、IL-6、MDA和ROS的表达水平降低, SOD的活性升高,发挥抗炎、抗氧化作用;肺纤维化标志蛋白fibronectin,Collagen Ⅰ和α-SMA表达被抑制;大鼠肺组织TGF-β1、Smad3、Wnt3a、β-catenin和GSK-3β蛋白的表达水平降低,且治疗效果呈现剂量依赖性。 结论 延龄草皂苷可通过抗炎、抗氧化,抑制TGF-β/Smad3与Wnt/β-catenin信号通路激活,从而对肺纤维化产生保护作用。     

Wnt/β-catenin 信号通路与器官纤维化的关系

Wnt 基因是一种原癌基因,1982年 Nusse 等［1］在用小鼠乳头瘤病毒（mouse mammary tumor virus, MMTV）诱导小鼠乳腺癌过程中发现了 Wnt 基因,由于该基因的激活依赖 MMTV 的插入（insertion）,因此被命名为 Int-1。后研究发现 Int-1基因与1973年 Sharma 报道的果蝇的无翅基因 Wingless （wg）为同源基因,因此将两者合并称为 Wnt 基因［2］。在人类已发现和经实验证实共有19个 Wnt基因家族成员［3］,其编码的 Wnt 蛋白属于分泌型糖蛋白,根据信号转导的不同方式方式,Wnt 信号转导途径可分为两条：经典 Wnt／β-catenin 途径（canonical Wnt／β-catenin signal pathway）和非经典的 Wnt 信号途径（noncanonical Wnt signal path-way）,后者又包括 Wnt-平面细胞极性途径（the pla-nar cell polarity,PCP,即 Wnt／PCP 途径）和 Wnt-Ca2＋途径［4］。Wnt 信号通路参与调控细胞的增殖、分化、凋亡、癌变及机体免疫等生理病理过程。近期研究证实：Wnt 信号通路的异常与肾脏、肝、肺、皮肤等各种组织器官纤维化疾病的发生与进展关系密切。     

Wnt/β-catenin信号通路与糖尿病骨质疏松的关系

糖尿病是一种全身代谢性疾病,其可以通过多种途径影响骨代谢,从而导致骨质疏松,如晚期糖基化终末产物(AGEs)的积累可以抑制成骨细胞表达、增强骨吸收等。但是糖尿病骨质疏松的确切分子机制尚未明确。研究表明Wnt信号通路介导了体内多种生物过程,如胚胎形成、器官发生、肿瘤形成等[1]。     

Wnt/β-catenin信号通路与发育和疾病研究进展

Wnt信号通路是参与发育过程的关键信号网络,能够参与组织特化和细胞迁移等的发育过程。Wnt信号通路在成体动物组织内稳态的维持过程中同样发挥着重要的作用,异常的Wnt信号常与多种癌症的发生密切相关。本文概述了近两年来Wnt信号通路的激活机制、与其他功能蛋白和通路间的交互影响及其在发育和疾病方面的最新进展。     

Wnt/β-catenin信号通路与孤独症关系的研究进展

孤独症谱系障碍是一种神经发育性疾病,其发病机制尚无定论。临床病例分析和动物模型研究表明,大量基因和信号通路与孤独症相关,遗传因素在发病中的作用逐渐被认可。Wnt/β联蛋白(β-catenin)信号通路是控制神经元分裂与分化的重要通路,该通路的异常表达在许多孤独症患者中被检测到,包括通路内部成分发生的异常或通路外的突变间接地改变通路中的成分而导致疾病的发生。Wnt/β-catenin信号通路变异可导致神经元增殖异常,兴奋/抑制性突触数目平衡和突触间冲动传递改变等。