WNT信号对于生物体的发育和组织稳态的维持至关重要,因为WNT信使参与多种细胞功能。例如,在骨骼肌中,它们可以增加肌肉质量并促进再生。这是治疗与肌肉量减少相关的疾病(例如恶病质)的重要切入点。

迷你但强大:微小的WNT信使帮助肌肉生长

尽管潜力巨大,但直到现在都很难在实践中发挥这些分子的潜力:由400多个氨基酸组成的信使蛋白非常大且“粘”——也就是说,它们在组织,这使得医疗应用变得困难。此外,对于单个WNT蛋白中不同结构区域的功能相关性知之甚少。

由耶拿莱布尼茨衰老研究所-弗里茨李普曼研究所(FLI)的JuliavonMaltzahn教授和Senftenberg的BTUCottbus-Senftenberg健康科学学院的JuliavonMaltzahn教授领导的“骨骼肌干细胞”研究小组现已证明在最近的一项研究中,即使是信使蛋白WNT7A的一小部分也足以激活肌肉细胞中相同的信号通路,而这些信号通路可以被完整的蛋白质激活。该研究最近发表在计算和结构生物技术杂志上。

“到目前为止,人们对WNT蛋白不同区域的重要性和功能相关性知之甚少,尤其是对受体细胞中受体的结合位点,”JuliavonMaltzahn教授报告说。

“因此,我们专门研究了WNT7A的C端,因为该区域同时包含发夹和接头区域,并且显示出完整的功能。”

发夹区足以促进肌肉生长

研究人员发现,用小蛋白质片段(仅包含发夹区域的C末端WNT7A变体)进行处理,足以在肌肉细胞中触发由完整WNT7A蛋白激活的相同细胞信号通路。

细胞外信使WNT7A影响肌肉生长和肌肉干细胞更新的信号通路。这会刺激肌肉纤维的生长并促进骨骼肌中肌肉干细胞的增殖和分布,例如在受伤后。

很快就能用微小的信使碎片治疗肌肉萎缩症吗?

“我们的结果表明,仅由发夹区域组成的微小信使片段使得针对癌症恶病质等各种肌肉萎缩情况开发基于WNT7A的疗法变得更加可行,”该研究所的博士后ManuelSchmidt博士解释说。研究小组和该出版物的主要作者。

在之前的研究中,耶拿的科学家们已经证明WNT7A可以增加患有恶病质的小鼠的肌肉质量和肌肉干细胞的分裂,恶病质是一种影响大部分癌症患者的肌肉萎缩综合症。WNT蛋白随后被研究人员作为治疗干预的有前途的候选者,以解决肌肉萎缩症和癌症恶病质等肌肉萎缩疾病,但这些分子的相当大的尺寸和较差的可管理性阻碍了它们作为治疗剂的使用。

广泛的可能应用

较短的蛋白质变体现在可以解决这个问题。由于体积小,细胞外信使WNT7A似乎更适合治疗用途。

可能的应用包括对因癌症导致的肌肉质量损失的支持疗法或作为手术后肌肉再生的刺激物。这是因为WNT7A促进肌肉中干细胞的增加,从而支持受伤或手术后的肌肉再生。