WNT5Aは、異なるシグナル伝達メカニズムを介して同時に皮質軸索の伸長と反発軸索ガイダンスを誘導します

Wntは、軸索ガイダンス分子としても機能する形態素です。in vivoでは、RYK受容体を介したWnt5a勾配が皮質軸索を撃退し、発達中の脳脊髄経路に撃退することがわかりました。ここでは、解離した皮質培養を使用して、バス適用WNT5Aが軸索の伸長を増加させることがわかりました。アッセイの回転において、Wnt5a勾配は同時に軸索の伸長を増加させ、in vivoで皮質軸索を推進する潜在的なメカニズムである反発旋回を誘発しました。Axonの伸長はRykによって媒介されるのに対し、Axon RepulsionにはRykと縮れた受容体の両方が必要であることがわかりました。両方の受容体は、細胞内カルシウムのWNT誘発変動を媒介します。これは、Wnt5aによる軸索の伸長と反発の増加に必要です。ただし、軸索の伸長の増加は、IP3受容体を介した貯蔵庫からのカルシウム放出とTRPチャネルを介したカルシウム流入を伴うのに対し、軸索反発はIP3受容体の関与なしにTRPチャネルによって媒介されます。これらの結果は、Wnt5a誘発軸索の伸長と反発ガイダンスの根底にある明確なシグナル伝達メカニズムを明らかにしています。

Wnts are morphogens that also function as axon guidance molecules. In vivo Wnt5a gradients via Ryk receptors were found to repel cortical axons into developing callosal and corticospinal pathways. Here, using dissociated cortical cultures, we found that bath-applied Wnt5a increased axon outgrowth. In turning assays, Wnt5a gradients simultaneously increased axon outgrowth and induced repulsive turning, a potential mechanism for propelling cortical axons in vivo. We found that axon outgrowth is mediated by Ryk, whereas axon repulsion requires both Ryk and Frizzled receptors. Both receptors mediate Wnt-evoked fluctuations in intracellular calcium, which is required for increased axon outgrowth and repulsion by Wnt5a. However, whereas increased axon outgrowth involves calcium release from stores through IP3 receptors as well as calcium influx through TRP channels, axon repulsion is mediated by TRP channels without involvement of IP3 receptors. These results reveal distinct signaling mechanisms underlying Wnt5a-induced axon outgrowth and repulsive guidance.