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4 · 第2學期幹細胞/再生醫學幹細胞信號

Wnt與幹性

Wnt and Stemness

難度 4 · 專業stem-cellmolecular-biology想做成互動版

Wnt/β-catenin 訊號是幹細胞生物學中研究最深入的路徑,但其在不同幹細胞系統中的角色遠比「維持幹細胞性」更複雜。

Wnt 訊號的物種和組織特異性

  • 腸道 ISC:Wnt 是不可或缺的維持訊號。Porcupine inhibitor(如 LGK974)阻斷 Wnt 分泌 → ISC 迅速消失 → 隱窩瓦解。
  • HSC:爭議性最大。Reya et al.(2003, Nature)報告 Wnt 活化增強 HSC 自我更新;但 Luis et al.(2011, Cell Stem Cell)以 genetic model 發現適度 Wnt → HSC 維持、過度 Wnt → HSC 耗竭。「Goldilocks model」:Wnt 需在適當範圍內。
  • 小鼠 ESC vs. 人類 ESC:CHIR99021(GSK3β inhibitor)在小鼠 ESC 中維持 naive pluripotency(2i 條件的一部分),但在人類 ESC 中驅動中胚層分化。

Wnt 梯度的建立機制

  • 短程擴散模型:Wnt ligand 被脂質修飾(palmitoylation by Porcupine)使其疏水性高,限制了擴散範圍。Farin et al.(2016, Nature)以 FRAP 實驗在腸道隱窩中證明 Wnt 的擴散距離極短(~2 cell diameters)。
  • R-spondin 作為遠程訊號:Yan et al.(2017, Nature)提出 R-spondin(而非 Wnt)才是腸道隱窩中建立幹細胞區域邊界的關鍵梯度分子。

Wnt 在癌症中的靶向策略

  • Porcupine inhibitors(LGK974/WNT974, ETC-159):阻斷 Wnt 分泌,對 RNF43/RSPO3-mutant 腫瘤有效。Phase I/II 進行中。
  • β-catenin/TCF inhibitors:直接阻斷核內效應。PRI-724(CBP/β-catenin 交互作用抑制劑)在 Phase I。
  • Anti-FZD antibodies:Vantictumab(anti-FZD1/2/5/7/8),Phase I 因骨密度下降而發展受限。
  • Truncating APC mutations:大多數 CRC 的 Wnt 活化不在 ligand/receptor 層級 → 上游 Porcupine inhibitors 無效。需直接靶向 β-catenin 或下游效應子。

文獻:Clevers H & Nusse R (2012) Cell 149:1192-205 / Farin HF et al. (2016) Nature 530:340-3 / Yan KS et al. (2017) Nature 545:238-42 / Luis TC et al. (2011) Cell Stem Cell 9:345-56

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