wnt/β-カテニンシグナル伝達の増強における4つのr-spondinの微分活動とメカニズム

4人のR-スポンジン（RSPO1-4）は、WNTシグナル伝達を強く強くし、正常な発達、成人幹細胞の生存、癌の発生と攻撃性において重要な役割を果たします。4つのRSPOはすべて、3つの関連受容体、すなわちロイシンリッチリピート含有、Gタンパク質結合受容体4、5、および6（LGR4/5/6）に結合することにより、WNTシグナル伝達を増強することが示唆されています（LGR4/5/6）。ここでは、RSPO1-4がWnt/β-カテニンシグナル伝達の中でLGRに異なる依存性を持ち、RSPO2がLGRなしでこの経路を強化できることを示しています。HEK293細胞のLGR4ノックアウト（LGR4KO）は、RSPO1およびRSPO4に対するWNT/β-カテニンシグナル伝達応答を完全に廃止し、RSPO3に対する反応を強く損なった。ただし、RSPO2は、効力が低下したものの、堅牢な活動を保持していました。LGR4KO細胞におけるRSPO1-4活性の完全な救助には、LGR4の7トランス膜ドメインが必要でした。さらに、ZnRF3への正常な結合親和性を持つが、LGR4またはLGR5へのNOまたはほとんど結合を伴うNOまたはほとんど結合を持つRSPO2変異体は、in vitroでin vivoで腸有機雄の成長を支え、in vivoのin vivoにおける腸の皮膚の成長を促進する可能性があり、in vivoで腸の皮膚の成長を刺激する可能性があります。 。これらの発見は、RSPO1-4がWNTおよびその他のシグナル伝達経路の調節に異なるメカニズムを使用することを示唆しています。これは、正常および癌の発達の両方においてRSPOSおよびLGRの多面的機能を理解するために重要な意味を持っています。

The four R-spondins (RSPO1-4) strongly potentiate Wnt signaling and play critical roles in normal development, adult stem cell survival, and cancer development and aggressiveness. All four RSPOs have been suggested to potentiate Wnt signaling by binding to three related receptors, i.e. leucine-rich repeat-containing, G protein-coupled receptors 4, 5, and 6 (LGR4/5/6), and then inducing the clearance of two E3 ubiquitin ligases (RNF43 and ZNRF3) that otherwise would ubiquitinate Wnt receptors for degradation. Here, we show that RSPO1-4 have differential dependence on LGRs in potentiating Wnt/β-catenin signaling and that RSPO2 can enhance this pathway without any LGR. LGR4 knockout (LGR4KO) in HEK293 cells completely abrogated the Wnt/β-catenin signaling response to RSPO1 and RSPO4 and strongly impaired the response to RSPO3. RSPO2, however, retained robust activity albeit with decreased potency. Complete rescue of RSPO1-4 activity in LGR4KO cells required the seven-transmembrane domain of LGR4. Furthermore, an RSPO2 mutant with normal binding affinity to ZNRF3 but no or little binding to LGR4 or LGR5 still potentiated Wnt/β-catenin signaling in vitro, supported the growth of intestinal organoids ex vivo, and stimulated intestinal crypt growth in vivo Mechanistically, RSPO2 could increase Wnt receptor levels in the absence of any LGR without affecting ZNRF3 endocytosis and stability. These findings suggest that RSPO1-4 use distinct mechanisms in regulating Wnt and other signaling pathways, which have important implications for understanding the pleiotropic functions of RSPOs and LGRs in both normal and cancer development.