Wnt/β-catenin通路是一条在生物进化中高度保守的信号通路，在生长、发育、代谢和干细胞调节等生物过程中发挥着重要的作用，是调节机体生长发育的重要信号通路之一。
机体造血系统中含有多种不同类型的细胞，它们各自肩负着不同的生理功能。其中，来自淋巴系或髓系的血细胞均是由造血干细胞产生的。造血干细胞（Hematopoietic stem cell， HSC）是各种血细胞的始祖细胞，担负着维持和重建造血的重要生理功能。HSC具有两个重要特征，自我更新和多潜能性分化，其多潜能性分化特性确保它具有生成各类血液细胞的能力，而自我更新特性则保证其不断地产生新的HSC以维持整个生命周期中造血的经久不衰。HSC的功能异常则会导致许多血液系统疾病的产生。因此，对调控HSC自我更新的机制的研究始终是领域内的热点。
在过去20多年里，研究人员发现在造血系统中，经典的Wnt/β-catenin信号通路和非经典的Wnt信号通路（Wnt/JNK信号通路和Wnt/Ca2+信号通路）可以调控HSC的自我更新、T淋巴细胞B淋巴细胞的增殖发育，以及T细胞的活化，从而对机体免疫系统起到重要的调控作用【1】。在淋巴细胞中，Wnt蛋白作为生长促进因子发挥作用的同时也影响细胞的命运决定，包括凋亡和静止【2】，研究表明，腺瘤性息肉病基因APC（adenomatous polyposis coli）的亚等位基因缺失会导致T淋巴细胞谱系中Wnt/β-catenin信号通路异常激活，造成成熟T细胞自发激活和凋亡，导致T细胞淋巴球减少症的产生【3】。
鉴于Wnt信号通路广泛的重要性，机体内存在着包括负反馈调节蛋白ZNRF3（zinc and ring finger 3）和其同源RNF43（ring finger 43）在内的反馈调节机制以便于更好的维持机体稳态。这些跨膜E3泛素连接酶特异性地促进FZD（卷曲蛋白，frizzled protein）细胞质环结构上的赖氨酸残基泛素化，使FZD被溶酶体降解，从而减弱Wnt信号【4】。尽管研究表明Wnt信号通路在免疫中发挥着重要的作用，但是针对Wnt通路在特异性调控淋巴生成的过程中是否存在负反馈调节因子尚未明确。
近日，Science杂志在线发表了来自美国德克萨斯大学西南医学中心Bruce Beutler（2011年诺贝尔生理学或医学奖得主）团队的研究论文LMBR1L regulates lymphopoiesis through Wnt/β-catenin signaling，研究团队发现Lmbr1l（limb reigon 1-like gene）隐性亚等位基因突变会导致小鼠血液中T细胞比例降低，进而发现LMBR1L的缺失会引起Wnt/β-catenin信号异常激活，导致小鼠所有淋巴系发育受损和功能缺陷。该研究揭示了LMBR1L是淋巴细胞生成活化过程中Wnt/β-catenin信号通路的关键负调控因子。
研究人员首先利用乙基亚硝酸脲诱导小鼠突变产生，通过正向遗传筛选（BioArt注：也只有Bruce Beutler团队这种年均拥有上千万美金研究经费的实验室才能如此大方的在小鼠中做大规模正向遗传筛选），发现了Lmbr1l基因隐性亚等位基因突变会导致淋巴细胞发育和功能受损。对Lmbr1l突变小鼠表型的进一步分析发现小鼠体内所有淋巴系发育受损严重，免疫抗体应答能力受损，并且细胞毒性T淋巴细胞杀伤活力下降，自然杀伤细胞（NK）功能下降，其对鼠巨细胞病毒感染具有耐性。LMBR1L缺失T细胞更易发生凋亡，并且会因应答抗原特异性或稳态扩张信号而死亡。此外，研究人员发现突变小鼠的造血干细胞向淋巴系多能前体细胞（LMPP，lymphoid-primed multipotent progenitor）和常见的淋巴系祖细胞群（可向T细胞，B细胞还有自然杀伤细胞分化）分化过程中出现了损伤。
接下来，研究人员探讨了Lmbr1l在淋巴细胞发育中的分子功能和机制。LMBR1L蛋白包含9个跨膜结构域，细胞成分分离实验结果表明，LMBR1L主要在内质网（ER）部分含量较高。采用免疫共沉淀法结合质谱分析的方法，研究人员对与LMBR1L相互作用的蛋白进行分析，发现LMBR1L与参与Wnt/β-catenin信号通路的许多蛋白组分存在相互作用，包括ZNRF3，LRP6，β-catenin，糖原合成酶激酶（GSK-3α），还有GSK-3β，以及参与内质网相关的蛋白质降解（ERAD， ER-associated degradation）途径的蛋白质UBAC2，TERA（transitional ER adenosine triphosphatase），UBXD8，GP78（glycoprotein 78）。
来自Lmbr1l-/-小鼠的原始CD8+细胞表现出β-catenin蛋白水平升高以及Wnt受体EZD6和共受体LRP6的成熟形态。研究人员认为这些影响是由于内质网上的LMBR1L-GP78-UBAC2复合物未能成功传递降解β-catenin，FZD6和LRP6的信号。同样的，可以在Gp78-/-的原始CD8+T细胞中检测到β-catenin表达水平上升以及成熟态的FZD6和LRP6。此外，在原始CD8+细胞中多种 “破坏复合体”组分（Axin1，DVL2，β-TrCP，GSK-3α和-3β，CK1）蛋白水平降低。值得注意的是，敲除Lmbr1l-/- 的T淋巴瘤细胞系EL4细胞中的β-catenin在很大程度上拯救了细胞增殖潜能并减少了由LMBR1L缺失而引起的细胞凋亡。
LMBR1L缺陷小鼠淋巴细胞分化发展到LMPP阶段和随后的所有淋巴细胞定向阶段均存在着损伤。内质网上的LMBR1L-GP78-UBAC2复合体稳定β-catenin破坏复合体的结构并且促进泛素介导的β-catenin和Wnt受体的降解。LP,淋巴祖细胞，APC，腺瘤性息肉病蛋白，P，磷酰基。
总的来说，本研究表明了存在一种LMBR1L参与的调节淋巴细胞中Wnt/β-catenin信号通路活性的途径。LMBR1L缺失引起Wnt/β-catenin信号异常激活，导致小鼠淋巴系细胞发育和功能受损，这可能也是机体对Wnt/β-catenin通路精确调控的需要。此外，研究发现了这一精密制动系统的另一组成部分，即在内质网上存在的LMBR1L-GP78-UBAC2复合体可通过独立于配体结合调节Wnt受体的方式调控淋巴细胞Wnt信号的活性。LMBR1L能够稳定以及包括GSK-3α在内的经典的破坏复合体，促进β-catenin的降解以及LRP6的活化。
最后，因为人类和小鼠LMBR1L具有很高的同源性（96%），在人淋巴细胞和其祖细胞中可能也是相同的机制在行使调控作用。同时，LMBR1L缺乏可能是原因不明的泛淋巴性免疫缺陷疾病的病因之一，这也为临床上的疾病治疗提供了理论支持。（上图）
原文链接：
https://science.sciencemag.org/content/364/6440/eaau0812
（责任编辑：tqh）
