摘要：在现代医学中，放疗是抗击癌症的重要手段之一。然而，这种强大的治疗方式也常常带来一些副作用，其中之一就是对肠道的损伤。你可能不知道，我们的肠道拥有一种惊人的自我修复能力，而这种能力的关键在于一种名为WNT4的蛋白质。最近，科学家们在这一领域取得了重大突破，揭示了
在现代医学中，放疗是抗击癌症的重要手段之一。然而，这种强大的治疗方式也常常带来一些副作用，其中之一就是对肠道的损伤。你可能不知道，我们的肠道拥有一种惊人的自我修复能力，而这种能力的关键在于一种名为WNT4的蛋白质。最近，科学家们在这一领域取得了重大突破，揭示了WNT4在肠道修复中的关键作用，这不仅让我们对身体的自愈机制有了更深的理解，还为治疗放射性肠炎带来了新的希望。让我们一起探索这一令人兴奋的科学发现，了解WNT4如何在肠道修复中发挥神奇的作用。
文章介绍
题目：WNT4 在辐射诱导的肠上皮再生过程中促进隐窝的对称分裂
杂志：Cellular and Molecular Biology Letters
影响因子：IF=9.2
发表时间：2024年12月
#1
研究背景
Background
放射治疗盆腔恶性肿瘤时，肠道组织损伤不可避免。肠道上皮的再生主要依赖于隐窝分裂，这一过程对于维持肠道功能和结构完整性至关重要。隐窝分裂包括对称和不对称两种方式，其中对称分裂特征是隐窝基底部出现分叉，向上延伸形成两个等长的子隐窝；而不对称分裂的初始分叉位置不对称，最终形成两个不同长度的分支。Eph/Ephrin信号在指导细胞迁移中起核心作用，EphB3信号的破坏会导致Paneth细胞定位错误。尽管隐窝分裂在肠道组织扩展和再生中起重要作用，但其调控机制尚不清楚。
过去的研究主要集中在WNT家族在肠道上皮稳态和再生中的作用。经典的WNT/β-catenin信号通路对于肠道上皮的稳态和再生至关重要，该通路通过调节EphB3的表达来控制Paneth细胞的定位。非经典WNT配体通过平面细胞极性（PCP）或钙内流途径信号传导，可以激活或抑制β-catenin途径。例如，WNT5a通过TGF-β依赖的方式促进隐窝分裂，但WNT4在肠道上皮再生，特别是隐窝分裂过程中的作用尚不清楚。
本研究旨在揭示WNT4在辐射诱导的肠上皮再生过程中对隐窝分裂的调控作用，特别是其对隐窝对称分裂的影响。研究者希望通过理解WNT4在这一过程中的具体功能，为放射性肠炎的治疗提供新的潜在靶点。
#2
研究思路
Methods
临床样本分析： 从接受过盆腔放疗的宫颈癌患者中获取了18个辐射肠炎（RE）样本和7对RE病变及相邻非损伤肠道组织样本，用于后续实验。
动物模型实验： 使用8-10周龄的雌性C57BL/6J小鼠建立辐射诱导的肠道损伤模型，通过腹部照射10.5Gy剂量的X射线，4周后处死小鼠并收集小肠组织进行组织学检查。部分小鼠在照射后次日接受AAV-Wnt4或AAV-vector的腹腔注射，以研究WNT4过表达对隐窝对称分裂的影响。
细胞培养实验： 从小鼠小肠中分离隐窝并培养类器官，通过慢病毒转染Wnt4过表达质粒或控制质粒，以及siRNA转染来操纵WNT4表达，观察其对隐窝再生和分裂对称性的影响。
#3
研究结果
Results
1. WNT4抑制类器官隐窝再生
研究采用类器官培养模型研究WNT4对隐窝分裂的影响，发现Wnt4下调可促进类器官分支形成和细胞增殖，而过表达则抑制这些过程。Wnt4敲除上调了隐窝干细胞（ISC）标记物Lgr5、Ascl2和Olfm4的表达，而过表达则下调这些标记物。Wnt4的下调上调了分泌性上皮细胞标记物Lyz、Muc2和Chga的表达，而过表达则上调了吸收性细胞标记物Fabp1和Fabp2的表达。这些结果表明WNT4通过抑制隐窝分裂、ISC活性、细胞增殖和分化来抑制隐窝再生（图1）。
图1
2. WNT4促进类器官隐窝的对称分裂
通过延时成像技术监测类器官分裂过程，研究发现WNT4对隐窝裂变的对称性有调控作用。抑制WNT4表达导致不对称隐窝分裂频率增加，而Wnt4过表达则增加了类器官的对称分裂。Eph/Ephrin信号的抑制作为不对称裂变的阳性对照。这些结果表明WNT4促进了类器官的对称隐窝裂变（图2）。
图2
3. WNT4促进Paneth细胞在隐窝基底部的正确定位
研究发现，敲除Wnt4导致Paneth细胞偏离隐窝基底部，而过表达Wnt4使更多Paneth细胞定位于隐窝基底部附近。此外，Wnt4还减少了Paneth细胞的总数，并抑制了LYZ的表达。这些发现表明WNT4通过调节Paneth细胞的定位和数量来影响隐窝的对称分裂（图3）。
图3
4. WNT4负调控WNT/β-catenin通路，并依赖ROR2促进对称分裂
先前的研究报告称，β-catenin/TCF信号通过控制EphB/EphrinB的表达来调节上皮细胞的定位。因此，进一步研究了WNT4是否介导了经典的WNT/β-catenin信号通路。结果表明，Wnt4的敲除显著增加，而Wnt4的过表达降低了类器官中β-catenin靶基因Axin2和c-Myc的mRNA水平（图4）。Wnt4的敲除也上调，而Wnt4的过表达抑制了类器官中Ephb3的mRNA水平（图4）。这些数据表明，WNT4负调控经典WNT/β-catenin信号通路和EphB3表达。
图4
5. WNT4在辐射损伤肠组织中的表达降低
通过对患者和动物模型的组织学检查，发现辐射损伤后的肠内再生隐窝形态和大小不规则。在正常小鼠中，Paneth细胞和EphB3局限于隐窝底部，而辐照后这些细胞和EphB3的定位扩大。Wnt4在正常小鼠的隐窝和绒毛间质中表达，但在辐照小鼠中表达减少。类似地，WNT4在人类辐射性肠炎中的表达也低于未损伤组织，并与EphB3呈负相关。这些结果表明，辐射诱导的隐窝再生过程中，WNT4表达降低导致EphB3过度表达，进而引起Paneth细胞错位和隐窝不对称分裂（图5）。
图5
6. AAV介导的WNT4补充可促进小鼠辐射后隐窝的对称生长
研究探讨了AAV传递的Wnt4过表达对小鼠辐射损伤模型中隐窝融合的影响。结果显示，AAV-Wnt4处理后，Wnt4在小肠上皮成功过表达，EphB3表达降低，Paneth细胞更集中在隐窝基部。辐照后，不对称隐窝分裂增加，而AAV-Wnt4处理显著减少不对称分裂，增加对称分裂。此外，AAV-Wnt4处理减少了错位的Paneth细胞数量。这些结果表明，恢复WNT4表达可以促进Paneth细胞正确定位，减少隐窝不对称分裂，改善辐射损伤后肠上皮的重建规律性（图6、7）。
图6
图7
小结
这项研究揭示了WNT4在肠道自我修复中的重要作用。当肠道因放射治疗受损时，WNT4能帮助肠道细胞正确分裂和定位，促进健康的新组织生长。科学家们发现，通过增强WNT4的作用，可以减少不规则的细胞分裂，让肠道恢复得更整齐、更健康。这不仅加深了我们对身体自愈能力的理解，还为开发治疗放射性肠炎的新方法提供了重要线索。未来，基于这一发现的疗法有望改善患者的治疗效果和生活质量。
参考文献
Cheng J, Wu H, Cui Y. WNT4 promotes the symmetric fission of crypt in radiation-induced intestinal epithelial regeneration. Cell Mol Biol Lett. 2024 Dec 26;29(1):158. PMID: 39725925.
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