WNT4
| WNT4 | |
|---|---|
| Gene | |
| Entrez | 54361 |
| Locus | Chr. 1 [1] |
| Proteina | |
| OMIM | 603490 |
| UniProt | P56705 |
WNT4 è una proteina secreta che nell'uomo è codificata dal gene Wnt4, situato sul cromosoma 1. Promuove lo sviluppo sessuale femminile e reprime quello maschile. La perdita della sua funzione può avere gravi conseguenze e portare ad un'inversione sessuale (da femmina a maschio).[1][2]
Funzione[modifica | modifica wikitesto]
La famiglia dei geni WNT è costituita da geni strutturalmente correlati tra loro che codificano per proteine di segnale che vengono secrete. Queste proteine sono implicate sia nell'oncogenesi che in molti processi di sviluppo, tra cui la regolazione del destino delle cellule e dell'embriogenesi.[1]
Gravidanza[modifica | modifica wikitesto]
WNT4 è coinvolto in una serie di processi della gravidanza come un bersaglio a valle di BMP2 . Ad esempio regola la proliferazione, la sopravvivenza e la differenziazione delle cellule stromali endometriali.[3] Questi processi sono tutti necessari per lo sviluppo embrionale. Ablazione in topi femmina provoca subfertilità, con difetti di impianto e decidualizzazione. Ad esempio, vi è una diminuzione nella capacità di risposta alla segnalazione progesteronica. Inoltre, la differenziazione uterina postnatale è caratterizzata da una riduzione del numero di ghiandole e della stratificazione del lume epiteliale.[3]
Sviluppo sessuale[modifica | modifica wikitesto]
Gonadi[modifica | modifica wikitesto]
Le gonadi nascono dal ispessimento dell'epitelio celomatico, che in un primo momento appare come più strati di cellule. In seguito queste cellule portano alla determinazione del sesso, diventando o maschili o femminili in circostanze normali. Indipendentemente dal sesso però, WNT4 è necessario alla proliferazione cellulare. Alcuni esperimenti sulle gonadi del topo hanno rilevato WNT4 undici giorni dopo la fecondazione. La mancanza del gene nei topi XY porta un ritardo nella differenziazione delle cellule testicolari del Sertoli. Inoltre, vi è un ritardo nella formazione dei cordoni sessuali. Questi problemi sono generalmente compensati alla nascita.[4]
WNT4 interagisce anche con RSPO1 nelle prime fasi dello sviluppo. Se entrambi i geni sono carenti nei topi XY, il risultato è una minore espressione di SRY e dei geni a valle. Inoltre, l'espressione di SOX9 è ridotta e ne derivano difetti di vascolarizzazione (provocano ipoplasia testicolare). Tuttavia l'inversione sessuale da maschio a femmina non si verifica perché le cellule testicolari del Leydig non vengono alterate, ovvero continuano ad essere cellule steroidogeniche.[4]
Ovaie[modifica | modifica wikitesto]
È richiesto WNT4 per lo sviluppo sessuale femminile. Dopo la secrezione si lega ai recettori Frizzled, attivando una serie di pathways molecolari. Un esempio importante è la stabilizzazione della β catenina, che aumenta l'espressione di geni bersaglio: come TAFIIs 105, una subunità del TATA binding protein per l'RNA polimerasi nelle cellule follicolari ovariche.[5] Senza di essa, i topi femmina hanno ovaie piccole con follicoli poco maturi. Inoltre, la produzione di SOX9 è bloccata.[6] Negli esseri umani, WNT4 sopprime anche l'attività della 5-α reduttasi, che converte il testosterone in diidrotestosterone e quindi i genitali maschili esterni non si formano. Inoltre, essa contribuisce alla formazione del dotto di Muller, precursore degli organi riproduttivi femminili.
Sviluppo sessuale maschile[modifica | modifica wikitesto]
Per lo sviluppo sessuale maschile è richiesta l'assenza di WNT4. Il segnale FGF sopprime WNT4, che agisce in una serie di processi successivi innescati da SOX9. Se questo segnale è carente nei topi XY, i geni femminili non sono soppressi. Senza FGF2, c'è una inversione sessuale parziale. Senza FGF9, vi è un'inversione sessuale completa. In entrambi i casi sopravvivono, anche se comporta una delezione WNT4. In questi doppi mutanti, le cellule somatiche sono normali.[7]
Reni[modifica | modifica wikitesto]
WNT4 è essenziale per la nefrogenesi. Regola l'induzione del tubulo renale e la trasformazione da tessuto mesenchimale a tessuto epiteliale nella regione corticale. Inoltre influenza il destino dello stroma midollare durante lo sviluppo. Senza WNT4 la α actina della muscolatura liscia è ridotta. Questo evento provoca un deficit dei periciti (cellule del tessuto connettivo) intorno ai vasi, che porta a un difetto nel loro normale sviluppo. WNT4 probabilmente agisce attivando BMP4, un fattore di differenziazione della muscolatura liscia.[8]
Muscoli[modifica | modifica wikitesto]
Wnt4 contribuisce alla formazione della giunzione neuromuscolare nei vertebrati. L'espressione genica è alta mentre vengono creati i primi contatti sinaptici, e successivamente viene sotto regolata. Inoltre, la perdita della funzione causa una diminuzione del 35% nel numero di recettori della acetilcolina. La over espressione comunque ne causa un aumento. Questi eventi alterano la composizione del tipo di fibra con la produzione di più fibre lente. Infine, MuSK è il recettore di wnt4 attivato per fosforilazione della tirosina. Contiene un dominio CRD simile ai recettori Frizzled.[9]
Significato clinico[modifica | modifica wikitesto]
Carenza[modifica | modifica wikitesto]
Diverse mutazioni sono conosciute a causa della perdita di funzione di WNT4. Un esempio è un eterozigote con transizione da C a T in un codone dell'esone 2 del gene. Questo provoca una sostituzione dell'arginina in cisteina nella posizione 83, che è generalmente conservata. Si foRmano così ponti disolfuro che portano al misfolding della proteina, con conseguente perdita di funzione. Negli esseri umani XX, WNT4 non è più in grado di stabilizzare la β-catenina. Inoltre, gli enzimi stereoidogenici come CYP17A1 e HSD3B2 non vengono soppressi, e si ha un aumento della produzione di testosterone. Inoltre non si ha nemmeno la formazione dell'utero. Non si riscontrano però altre anomalie del dotto di Müller. Questo disturbo è quindi distinto dalla classica sindrome di Mayer-Rokitansky-Kuster-Hauser.
Sindrome di Serkal[modifica | modifica wikitesto]
Un'interruzione della sintesi di WNT4 in un individuo XX porta alla sindrome di Serkal. La mutazione genetica porta ad un omozigote con transizione da C a T nella posizione 341 del cDNA. Questo porta ad una sostituzione dell'alanina 114 in una valina, posizione altamente conservata in tutti gli organismi, tra cui il Pesce zebra e Drosophila. Il risultato è la perdita di funzione, che influenza la stabilità dell'mRNA che porta così ad una inversione sessuale da una femmina ad un maschio.
Sindrome di Mayer-Rokitansky-Kuster-Hauser[modifica | modifica wikitesto]
Un'associazione con mutazioni di WNT4 è stata più volte ipotizzata nella versione atipica della sindrome di Mayer-Rokitansky-Kuster-Hauser nell'individuo XX. In particolare sarebbe implicata una mutazione genetica che causa una sostituzione di una leucina in prolina sulla posizione aminoacidica 12, riducendo i livelli intranucleari di β-catenina[senza fonte]. Inoltre, rimuove l'inibizione di enzimi steroidogenici come 3β-idrossisteroide deidrogenasi e 17α-idrossilasi. Le pazienti di solito hanno ipoplasia uterina, che è associata a sintomi biologici di eccesso di androgeni. Inoltre, si trovano spesso anomalie di Müller.
Le donne con agenesia parziale o totale dell'utero e della vagina, noto come sindrome Mayer-Rokitanksy-Kuster-Hauser (MRKH), sono divisi in due gruppi: tipico (tipo I) e atipici (tipo II), quest'ultima è associata alla presenza di altre anomalie congenite. MRKH si verifica in uno su 4.500 nascite femminili e spesso non è identificato fino a quando le donne colpite presentano nella tarda adolescenza amenorrea primaria e normale sviluppo sessuale secondario. Un terzo gruppo che si sovrappone clinicamente con MRKH II presenta con ipoplasia-aplasia mulleriana; anomalie renali e sindrome displasia somite cervico (MURCS).
Nelle donne con MRKH di tipo II (versione atipica) sono presenti altre anomalie:
- malformazioni scheletriche tra cui segmentazione spinale, emivertebre, scoliosi, costole anormali, anomalie pelviche e digitali sono riportati nel 10% -85% dei casi;
- anomalie renali come il rene a ferro di cavallo, rene ectopico, e agenesia renale possono essere presenti da uno a due terzi delle donne.
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ a b Entrez Gene: wingless-type MMTV integration site family, su ncbi.nlm.nih.gov.
- ^ Huguet EL, McMahon JA, McMahon AP, Bicknell R, Harris AL, Differential expression of human Wnt genes 2, 3, 4, and 7B in human breast cell lines and normal and disease states of human breast tissue, in Cancer Research, vol. 54, n. 10, May 1994, pp. 2615–21, PMID 8168088.
- ^ a b Franco HL, Dai D, Lee KY, Rubel CA, Roop D, Boerboom D, Jeong JW, Lydon JP, Bagchi IC, Bagchi MK, DeMayo FJ, WNT4 is a key regulator of normal postnatal uterine development and progesterone signaling during embryo implantation and decidualization in the mouse, in FASEB Journal : Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, vol. 25, n. 4, Apr 2011, pp. 1176–87, DOI:10.1096/fj.10-175349, PMC 3058697, PMID 21163860.
- ^ a b Chassot AA, Bradford ST, Auguste A, Gregoire EP, Pailhoux E, de Rooij DG, Schedl A, Chaboissier MC, WNT4 and RSPO1 together are required for cell proliferation in the early mouse gonad, in Development, vol. 139, n. 23, Dec 2012, pp. 4461–72, DOI:10.1242/dev.078972, PMID 23095882.
- ^ Mandel H, Shemer R, Borochowitz ZU, Okopnik M, Knopf C, Indelman M, Drugan A, Tiosano D, Gershoni-Baruch R, Choder M, Sprecher E, SERKAL syndrome: an autosomal-recessive disorder caused by a loss-of-function mutation in WNT4, in American Journal of Human Genetics, vol. 82, n. 1, Jan 2008, pp. 39–47, DOI:10.1016/j.ajhg.2007.08.005, PMC 2253972, PMID 18179883.
- ^ Scott Gilbert, Developmental Biology, 9th, Massachusetts, Sinauer Associates, 2010.
- ^ Jameson SA, Lin YT, Capel B, Testis development requires the repression of Wnt4 by Fgf signaling, in Developmental Biology, vol. 370, n. 1, Oct 2012, pp. 24–32, DOI:10.1016/j.ydbio.2012.06.009, PMID 22705479.
- ^ Itäranta P, Chi L, Seppänen T, Niku M, Tuukkanen J, Peltoketo H, Vainio S, Wnt-4 signaling is involved in the control of smooth muscle cell fate via Bmp-4 in the medullary stroma of the developing kidney, in Developmental Biology, vol. 293, n. 2, May 2006, pp. 473–83, DOI:10.1016/j.ydbio.2006.02.019, PMID 16546160.
- ^ Strochlic L, Falk J, Goillot E, Sigoillot S, Bourgeois F, Delers P, Rouvière J, Swain A, Castellani V, Schaeffer L, Legay C, Wnt4 participates in the formation of vertebrate neuromuscular junction, in PloS One, vol. 7, n. 1, 2012, pp. e29976, DOI:10.1371/journal.pone.0029976, PMC 3257248, PMID 22253844.
