WNT4

WNT4 هو بروتين مُفرَز، يُشفَّر في البشر بواسطة جين WNT4 الموجود على الكروموسوم 1. [ 5 ] [ 6 ] يُعزِّز هذا البروتين نموّ الجنس الأنثوي ويُثبِّط نموّ الجنس الذكري. وقد يُؤدِّي فقدان وظيفته إلى عواقب، مثل تحوّل الجنس من أنثى إلى ذكر.

وظيفة

تتألف عائلة جينات WNT من جينات متشابهة بنيوياً تشفر بروتينات إشارات مُفرزة. وقد ثبت تورط هذه البروتينات في تكوين الأورام وفي العديد من العمليات التطورية، بما في ذلك تنظيم مصير الخلايا وتكوين الجنين . [ 5 ]

الحمل

يُشارك WNT4 في العديد من جوانب الحمل كهدف نهائي لـ BMP2 . فعلى سبيل المثال، يُنظم تكاثر خلايا اللحمة الرحمية وبقائها وتمايزها. [ 7 ] هذه العمليات ضرورية لنمو الجنين. يؤدي استئصال هذا الجين في إناث الفئران إلى انخفاض الخصوبة، مع وجود عيوب في انغراس البويضة وتكوّن الغشاء الساقط . فعلى سبيل المثال، هناك انخفاض في الاستجابة لإشارات البروجسترون . علاوة على ذلك، يتميز تمايز الرحم بعد الولادة بانخفاض عدد الغدد وتعدد طبقات الظهارة اللمعية. [ 7 ]

التطور الجنسي

الغدد التناسلية المبكرة

تنشأ الغدد التناسلية من تضخم النسيج الطلائي الجوفي ، الذي يظهر في البداية على شكل طبقات خلوية متعددة. ثم تتحدد لاحقًا بجنسها، فتصبح إما أنثى أو ذكرًا في الظروف الطبيعية. وبغض النظر عن الجنس، فإن WNT4 ضروري لتكاثر الخلايا. [ 8 ] في غدد الفئران التناسلية، تم الكشف عنه بعد أحد عشر يومًا فقط من الإخصاب . في حالة نقصه لدى فئران XY، يحدث تأخر في تمايز خلايا سيرتولي . علاوة على ذلك، يحدث تأخر في تكوين الحبل الجنسي. وعادةً ما يتم تعويض هذه المشكلات عند الولادة. [ 8 ]

يتفاعل WNT4 أيضًا مع RSPO1 في المراحل المبكرة من النمو. إذا كان كلاهما ناقصًا في فئران XY، فإن النتيجة هي انخفاض في التعبير عن SRY والجينات المستهدفة اللاحقة. [ 8 ] علاوة على ذلك، ينخفض ​​مستوى SOX9 وتُلاحظ عيوب في تكوين الأوعية الدموية. تؤدي هذه الحالات إلى نقص تنسج الخصيتين . مع ذلك، لا يحدث انعكاس جنسي من ذكر إلى أنثى لأن خلايا ليديج تبقى طبيعية، إذ تُحافظ عليها الخلايا المنتجة للهرمونات الستيرويدية التي أصبحت الآن غير مثبطة. [ 8 ]

التطور الجنسي لدى الإناث

يُعدّ Wnt4 عامل نمو وعضوًا في عائلة جينات Wnt [ 9 ] [ 10 ] ، يعمل عبر مستقبلات فريزيلد وإشارات داخلية تؤدي إلى تنشيط نسخ مجموعة واسعة من الجينات. [ 11 ] يشارك Wnt4 في عمليات نمو متنوعة، إلا أنه يُعرف بدوره في نمو الكليتين، وكذلك في نمو الجهاز التناسلي الأنثوي وظهور الصفات الجنسية الثانوية الأنثوية. [ 9 ] يُعبّر عن Wnt4 في الكلية النامية، والكلية المتوسطة، والنسيج المتوسط ​​للغدد التناسلية ثنائية القدرة، [ 9 ] [ 12 ] [ 13 ] ، ويُساعد في نمو الجهاز التناسلي الأنثوي. تحديدًا، من خلال دعم نمو البويضات وتنظيم تكوين قناة مولر، التي ستُكوّن قناة فالوب، والرحم، وعنق الرحم، والجزء العلوي من المهبل. ينظم عامل النمو أيضًا عملية تكوين الستيرويدات من خلال زيادة التعبير عن جينات مثل Dax1، وهو جين يُعبَّر عنه في المبيض النامي ومسؤول عن تثبيط إنزيمات تكوين الستيرويدات، وبالتالي منع تكوين الخصيتين. [ 10 ] [ 14 ] [ 15 ] وقد أظهرت نماذج الفئران المعدلة وراثيًا (التي تم فيها تعطيل جين Wnt4) أن غياب Wnt4 يؤدي إلى وجود إنزيمات تكوين الستيرويدات، وتذكير الأعضاء التناسلية الأنثوية، وعدم انحسار قناة وولف، وغياب قناة مولر، بالإضافة إلى انخفاض عدد البويضات. [ 13 ] وقد سلطت الدراسات التي استخدمت نموذج الفئران المعدلة وراثيًا الضوء على أهمية Wnt4 في نمو الجهاز التناسلي الأنثوي.

المبايض

يُعدّ WNT4 ضروريًا لنموّ الأعضاء التناسلية الأنثوية. عند إفرازه، يرتبط بمستقبلات Frizzled ، مُنشّطًا عددًا من المسارات الجزيئية. ومن الأمثلة المهمة على ذلك تثبيت β-catenin ، الذي يزيد من التعبير عن الجينات المستهدفة. [ 16 ] على سبيل المثال، يُشفّر الآن TAFIIs 105، وهو وحدة فرعية من بروتين TATA الرابط لبوليميراز الحمض النووي الريبي في خلايا جريبات المبيض . وبدونه، تمتلك إناث الفئران مبايض صغيرة وجريبات أقل نضجًا. بالإضافة إلى ذلك، يُمنع إنتاج SOX9 . [ 17 ] في البشر، يُثبّط WNT4 أيضًا نشاط 5-α reductase ، الذي يُحوّل التستوستيرون إلى ديهيدروتستوستيرون . وبالتالي، لا تتكوّن الأعضاء التناسلية الذكرية الخارجية. علاوة على ذلك، يُساهم في تكوين قناة مولر ، وهي مقدمة للأعضاء التناسلية الأنثوية. [ 16 ]

التطور الجنسي عند الذكور

يُعدّ غياب WNT4 ضروريًا لتطور الجنس الذكري. تعمل إشارات FGF على تثبيط WNT4، وذلك من خلال حلقة تغذية راجعة إيجابية يُحفزها SOX9 . في حال نقص هذه الإشارات لدى فئران XY، تبقى الجينات الأنثوية غير مُثبّطة. [ 18 ] في غياب FGFR2 ، يحدث انعكاس جزئي للجنس. أما في غياب FGF9 ، فيحدث انعكاس كامل للجنس. مع ذلك، يُمكن علاج الحالتين بحذف WNT4. في هذه الطفرات المزدوجة، تكون الخلايا الجسدية الناتجة طبيعية. [ 18 ]

الكلى

يُعدّ WNT4 ضروريًا لتكوين الكلى، إذ يُنظّم تحفيز تكوين الأنابيب الكلوية والتحوّل من النسيج المتوسطي إلى النسيج الطلائي في منطقة القشرة. كما يؤثر على مصير النسيج الضام النخاعي أثناء النمو. وبدونه، ينخفض ​​مستوى الأكتين ألفا للعضلات الملساء بشكل ملحوظ، مما يُسبب نقصًا في الخلايا المحيطة بالأوعية الدموية، وبالتالي خللًا في النضج. من المحتمل أن يعمل WNT4 عن طريق تنشيط BMP4 ، وهو عامل تمايز معروف للعضلات الملساء. [ 19 ]

العضلات

يساهم WNT4 في تكوين الوصلة العصبية العضلية في الفقاريات. يكون التعبير عنه مرتفعًا أثناء تكوين أولى نقاط الاتصال المشبكية ، ثم ينخفض ​​لاحقًا. [ 20 ] علاوة على ذلك، يؤدي فقدان وظيفته إلى انخفاض بنسبة 35% في عدد مستقبلات الأستيل كولين . في المقابل، يؤدي فرط التعبير عنه إلى زيادة عددها. تُغير هذه الأحداث تركيبة أنواع الألياف مع إنتاج المزيد من الألياف البطيئة. أخيرًا، يُعد MuSK مستقبل WNT4، ويتم تنشيطه عبر فسفرة التيروزين . يحتوي على نطاق CRD مشابه لمستقبلات Frizzled . [ 20 ]

الرئتان

يرتبط بروتين WNT4 أيضًا بتكوين الرئتين، وله دور في تكوين الجهاز التنفسي . عند تعطيل جين WNT4، تحدث العديد من المشاكل في نمو الرئتين. فقد ثبت أنه عند تعطيل هذا الجين، يقل حجم براعم الرئة المتكونة، ويقل تكاثرها بشكل كبير، مما يؤدي إلى نمو غير مكتمل أو غير مكتمل للرئتين. كما يُسبب ذلك تشوهات في القصبة الهوائية لأنه يؤثر على تكوين حلقة الغضروف القصبي. وأخيرًا، يؤثر غياب WNT4 أيضًا على التعبير عن جينات أخرى تعمل في نمو الرئتين، مثل Sox9 و FGF9 . [ 21 ]

الأهمية السريرية

نقص

من المعروف أن العديد من الطفرات تُسبب فقدان وظيفة جين WNT4. أحد الأمثلة على ذلك هو تحول غير متجانس من C إلى T في الإكسون 2. [ 22 ] يؤدي هذا إلى استبدال الأرجينين بالسيستين في الموقع 83 من الحمض الأميني، وهو موقع محفوظ. يُؤدي تكوين روابط كبريتيد غير طبيعية إلى تكوين بروتين مطوي بشكل خاطئ، مما ينتج عنه فقدان الوظيفة. في البشر ذوي النمط الكروموسومي XX، لا يستطيع WNT4 تثبيت β-catenin . [ 22 ] علاوة على ذلك، لا يتم تثبيط الإنزيمات المُنتجة للستيرويدات مثل CYP17A1 و HSD3B2 ، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج التستوستيرون . إلى جانب هذا الفائض من الأندروجين، لا يمتلك المرضى رحمًا. مع ذلك، لا تُلاحظ تشوهات مولرية أخرى. لذلك، يختلف هذا الاضطراب عن متلازمة ماير-روكيتانسكي-كوستر-هاوزر الكلاسيكية . [ 22 ]

متلازمة سيركال

يؤدي خلل في تخليق بروتين WNT4 لدى البشر ذوي النمط الكروموسومي XX إلى متلازمة سيركال . الطفرة الجينية هي تحول متماثل الزيجوت من C إلى T في الموضع 341 من الحمض النووي المكمل (cDNA). [ 16 ] يتسبب هذا في استبدال حمض أميني من الألانين إلى الفالين في الموضع 114، وهو موضع محفوظ للغاية في جميع الكائنات الحية، بما في ذلك سمك الزيبرا وذبابة الفاكهة . والنتيجة هي فقدان الوظيفة، مما يؤثر على استقرار الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA). وفي النهاية، يؤدي ذلك إلى تحول الجنس من أنثى إلى ذكر. [ 16 ]

متلازمة ماير-روكيتانسكي-كوستر-هاوزر

ثبت تورط WNT4 بشكل واضح في النسخة غير النمطية من متلازمة ماير-روكيتانسكي-كوستر-هاوزر التي تُصيب الأفراد ذوي النمط الكروموسومي XX. تُسبب طفرة جينية استبدال حمض الليوسين بحمض البرولين في الموقع 12 من الأحماض الأمينية. [ 23 ] يؤدي هذا الاستبدال إلى انخفاض مستويات β-كاتينين داخل النواة. بالإضافة إلى ذلك، يُزيل تثبيط الإنزيمات المُصنِّعة للستيرويدات، مثل 3β-هيدروكسيستيرويد ديهيدروجينيز و17α-هيدروكسيلاز. عادةً ما تُعاني المريضات من نقص تنسج الرحم ، والذي يرتبط بأعراض بيولوجية لزيادة الأندروجين. علاوة على ذلك، غالباً ما تُلاحظ تشوهات في قنوات مولر. [ 23 ]

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000162552 Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000036856 Ensembl ، مايو 2017
  3. "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. 1 2 "Entrez Gene: عائلة مواقع تكامل MMTV من النوع عديم الأجنحة" .
  6. هوغيت إي إل، ماكماهون جيه إيه، ماكماهون إيه بي، بيكنيل آر، هاريس إيه إل (مايو 1994). "التعبير التفاضلي لجينات Wnt البشرية 2 و3 و4 و7B في خطوط خلايا الثدي البشرية وفي حالات أنسجة الثدي البشرية الطبيعية والمرضية". أبحاث السرطان . 54 (10): 2615-2621 . PMID 8168088 . 
  7. 12Franco HL, Dai D, Lee KY, Rubel CA, Roop D, Boerboom D, et al. (April 2011). "WNT4 is a key regulator of normal postnatal uterine development and progesterone signaling during embryo implantation and decidualization in the mouse". FASEB Journal. 25 (4): 1176–1187. doi:10.1096/fj.10-175349. PMC 3058697. PMID 21163860.
  8. 1234Chassot AA, Bradford ST, Auguste A, Gregoire EP, Pailhoux E, de Rooij DG, et al. (December 2012). "WNT4 and RSPO1 together are required for cell proliferation in the early mouse gonad". Development. 139 (23). Cambridge, England: 4461–4472. doi:10.1242/dev.078972. PMID 23095882.
  9. 123Bernard P, Harley VR (2007). "Wnt4 action in gonadal development and sex determination". The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 39 (1): 31–43. doi:10.1016/j.biocel.2006.06.007. PMID 16905353.
  10. 12Biason-Lauber A, Konrad D (2008). "WNT4 and sex development". Sexual Development. 2 (4–5): 210–218. doi:10.1159/000152037. PMID 18987495.
  11. Dale CT (January 1998). "Signal transduction by the Wnt family of ligands". The Biochemical Journal. 329 ( Pt 2) (Pt 2): 209–223. doi:10.1042/bj3290209. PMC 1219034. PMID 9425102.
  12. Stark K, Vainio S, Vassileva G, McMahon AP (December 1994). "Epithelial transformation of metanephric mesenchyme in the developing kidney regulated by Wnt-4". Nature. 372 (6507): 679–683. doi:10.1038/372679a0. PMID 7990960.
  13. 1 2 فاينيو إس، هيكيلّا إم، كيسبرت إيه، تشين إن، ماكماهون إيه بي (فبراير 1999). "يتم تنظيم نمو الإناث في الثدييات بواسطة إشارات Wnt-4". نيتشر . 397 (6718): 405-409 . doi : 10.1038/17068 . PMID 9989404 . 
  14. غودفيلو، بي. إن.، وكاميرينو ، جي. (يونيو 1999). "DAX-1، جين 'مضاد للخصية'" . علوم الحياة الخلوية والجزيئية . 55 ( 6-7 ): 857-863 . doi : 10.1007/pl00013201 . PMC 11147076. PMID 10412368 .  
  15. جوردان بي كي، محمد إم، تشينغ إس تي، ديلوت إي، تشين إكس إن، ديوينغ بي، وآخرون . (مايو 2001). "زيادة تنظيم إشارات WNT-4 وانعكاس الجنس الحساس للجرعة لدى البشر" . المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية . 68 (5 ) : 1102-1109 . doi : 10.1086/320125 . PMC 1226091. PMID 11283799 .   
  16. 1 2 3 4 ماندل هـ، شيمر ر، بوروشوفيتز زو، أوكوبنيك م، كنوبف س، إندلمان م، وآخرون . (يناير 2008). "متلازمة سيركال: اضطراب وراثي متنحي ناتج عن طفرة فقدان وظيفة في جين WNT4" . المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية . 82 (1): 39-47 . doi : 10.1016/j.ajhg.2007.08.005 . PMC 2253972. PMID 18179883 .   
  17. جيلبرت إس (2010). علم الأحياء النمائي ( الطبعة التاسعة). ماساتشوستس: سيناور أسوشيتس. 
  18. 1 2 جيمسون إس إيه، لين واي تي، كابيل بي (أكتوبر 2012). " يتطلب نمو الخصية كبح Wnt4 بواسطة إشارات Fgf" . علم الأحياء النمائي . 370 (1): 24-32 . doi : 10.1016/j.ydbio.2012.06.009 . PMC 3634333. PMID 22705479 .  
  19. إيتارانتا ب، تشي ل، سيبانين ت، نيكو م، توكانين ج، بيلتوكيتو هـ، وآخرون . (مايو 2006). "إشارات Wnt-4 تُشارك في التحكم في مصير خلايا العضلات الملساء عبر Bmp-4 في النسيج النخاعي للكلى النامية" . علم الأحياء النمائي . 293 (2): 473-483 . doi : 10.1016/j.ydbio.2006.02.019 . PMID 16546160 .  
  20. 1 2 ستروشليك إل، فالك جيه، غويو إي، سيغويو إس، بورجوا إف، ديليرز بي، وآخرون . (2012). "يشارك Wnt4 في تكوين الوصلة العصبية العضلية في الفقاريات" . PLOS ONE . 7 (1) e29976. Bibcode : 2012PLoSO...729976S . doi : 10.1371/ journal.pone.0029976 . PMC 3257248. PMID 22253844 .   
  21. كابريولي أ، فيلاسينور أ، وايلي ل أ، برايتش س، مارتي-سانتوس ل، باري د، وآخرون . (أكتوبر 2015). " يُعدّ Wnt4 ضروريًا لنمو الرئة الطبيعي لدى الثدييات" . علم الأحياء النمائي . 406 (2): 222-234 . doi : 10.1016/j.ydbio.2015.08.017 . PMC 7050435. PMID 26321050 .   
  22. 1 2 3 بياسون-لاوبر أ، دي فيليبو ج، كونراد د، سكارانو ج، نازارو أ، شونلي إي جيه (يناير 2007). "نقص WNT4 - نمط ظاهري سريري متميز عن متلازمة ماير-روكيتانسكي-كوستر-هاوزر الكلاسيكية: تقرير حالة" . التكاثر البشري . 22 (1). أكسفورد، إنجلترا: 224-229 . doi : 10.1093/humrep/del360 . PMID 16959810 . 
  23. سلطان ج ، بياسون-لاوبر أ، فيليبير ب (يناير 2009). "متلازمة ماير-روكيتانسكي-كوستر-هاوزر: نتائج سريرية وجينية حديثة". علم الغدد الصماء النسائية . 25 (1): 8-11 . doi : 10.1080/09513590802288291 . PMID 19165657. S2CID 33461252 .  

للمزيد من القراءة

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .