RSPO1: 決定“性別之戰(zhàn)”的關(guān)鍵因子，在類器官培養(yǎng)中“備受青睞”？
日期：2022-08-09 09:37:52
性別遠(yuǎn)比看起來(lái)復(fù)雜。有越來(lái)越多的證據(jù)表明，性別不是簡(jiǎn)單的二元法。多年以來(lái)，科學(xué)家都認(rèn)為女性的發(fā)育是默認(rèn)的過(guò)程，而男性的發(fā)育則是因Y染色體上的某個(gè)基因而激活。1990年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)Y染色體上有一個(gè)叫做SRY的基因能夠決定雄性性別。比如，攜帶XX染色體的人，如果攜帶包含SRY基因的Y染色體片段，就會(huì)發(fā)育為男性。到了2000年左右，人們發(fā)現(xiàn)了雌性也并非總是“被動(dòng)”發(fā)育出來(lái)的，如WNT4基因能夠促進(jìn)卵巢主動(dòng)發(fā)育，抑制睪丸發(fā)育。2011年，有研究人員表明，一種叫做RSPO1的關(guān)鍵卵巢基因也可能會(huì)導(dǎo)致性腺發(fā)育異常，例如導(dǎo)致性染色體為XX的個(gè)體發(fā)育出卵睪（ovotestis)——一種同時(shí)存在睪丸和卵巢組織的性腺。
這個(gè)結(jié)果顛覆了我們普遍認(rèn)為的“性別就是簡(jiǎn)單的非男即女”的傳統(tǒng)觀念，隨著科學(xué)家們的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)：男女之外，還有多種性別。今天，我們就來(lái)探討有關(guān)女性性別決定的RSPO1基因。
1、什么是RSPO1？
RSPO1，又稱CRISTIN3，是R-spondins基因家族成員，該基因編碼一種分泌蛋白，該蛋白由兩個(gè)富含半胱氨酸殘基的類呋喃結(jié)構(gòu)域和一個(gè)I型血小板反應(yīng)蛋白（thrombospondin）結(jié)構(gòu)域組織[1]。RSPO1作為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路（canonical Wnt pathway）的激活劑，在生殖器官發(fā)育、上皮干細(xì)胞更新和癌癥的誘導(dǎo)與抑制等方面至關(guān)重要。
2、RSPO1的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制
Spondin家族是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種重要的Wnt激活劑，由四種分泌蛋白（RSPO1-4）組成，其序列相似度為40%-60%[2]。研究表明， Wnt配體和受體卷曲蛋白質(zhì)（frizzled, Fzd）結(jié)合能夠激活Wnt信號(hào)；然后，低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（low density lipoprotein receptor related protein 5/6, LRP5/6）會(huì)被磷酸化，從而促進(jìn)下游信號(hào)通路的激活[3]。然而，細(xì)胞膜上除Fzd和LRP5/6等有利于Wnt信號(hào)傳導(dǎo)的受體外，E3泛素連接酶RNF43（ring finger protein43）和ZNRF3( zinc and ring finger 3)與Fzd結(jié)合則會(huì)導(dǎo)致其泛素化降解，從而弱化Wnt信號(hào)的傳導(dǎo)。RSPO1作為Wnt信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)子，其FLD區(qū)域可通過(guò)與G蛋白質(zhì)偶聯(lián)受體4/5( G-protein-coupled receptors, Lgr4/5)結(jié)合，進(jìn)而連接RNF43和ZNRF3的胞外區(qū)域，使得膜上RNF43和ZNRF3被胞膜內(nèi)吞，消除其泛素化降解作用，最終增強(qiáng)Wnt信號(hào)的傳導(dǎo)。
圖. RSPO1與膜蛋白質(zhì)結(jié)合啟動(dòng)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的作用機(jī)制 [4,5]
3、RSPO1在疾病中的作用
3.1 RSPO1和性反轉(zhuǎn)綜合征 ( sex reversal syndrome, SRS)
性反轉(zhuǎn)綜合征主要表現(xiàn)為患者染色體性別與性腺性別不相符。46，XX 男性，是指無(wú) Y 染色體但有睪丸發(fā)育的個(gè)體。RSPO1基因是除 SRY 基因外第一個(gè)被報(bào)道，單獨(dú)由一個(gè)基因的突變即可導(dǎo)致完全性 46，XX 男性的基因。
3.2 RSPO1和粘膜炎
口腔粘膜炎經(jīng)常伴隨在頭部和頸部腫瘤癌癥患者的化療和放療過(guò)程中。研究證明，給予正常小鼠RSPO1會(huì)引發(fā)β-catenin核易位，導(dǎo)致舌基底層細(xì)胞增多，黏膜增厚，舌上皮細(xì)胞增殖加快。口腔黏膜已被確定作為RSPO1的一個(gè)靶標(biāo)組織。[6]
3.3 RSPO1和骨丟失
骨丟失，是指在失重環(huán)境中，作用于人體腿骨、脊椎骨等承重骨的壓力驟減，肌肉運(yùn)動(dòng)減少，對(duì)骨骼的刺激減弱，骨骼血液供應(yīng)相對(duì)減少，導(dǎo)致骨質(zhì)脫鈣，引起骨質(zhì)疏松等癥狀。近期有研究表明，RSPO1是骨形成的機(jī)械力敏感蛋白，可通過(guò)激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)CMS（循環(huán)機(jī)械拉伸應(yīng)力）下BMSCs（骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞）的成骨，緩解骨丟失。此外，證據(jù)表明RSPO1/Lgr4可能是未來(lái)防治廢用性骨質(zhì)疏松的一個(gè)新的潛在靶點(diǎn)[7]。
3.4 RSPO1和腫瘤
過(guò)去的研究證明，RSPO1基因發(fā)生插入突變，可導(dǎo)致掌跖角化過(guò)度患者伴隨產(chǎn)生皮膚鱗狀細(xì)胞癌和精原細(xì)胞瘤等癥狀 [8]。另有發(fā)現(xiàn)，RSPO1在卵巢癌中高表達(dá)，且通過(guò)活化Wnt/β-catenin信號(hào)通路在卵巢癌進(jìn)展及耐藥中起重要作用 [9]。此外，RSPO1可顯著促進(jìn)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，并與結(jié)直腸癌的侵襲轉(zhuǎn)移能力相關(guān) [10]。在研究乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的發(fā)病機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn) RSPO1 蛋白是一個(gè)潛在的預(yù)示乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌發(fā)病的標(biāo)志，在導(dǎo)管癌發(fā)病過(guò)程中可通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)通路發(fā)揮其保護(hù)作用 [11]。同時(shí)，在最近的研究中還觀察到，RSPO1表達(dá)水平與患者放療后血紅蛋白，血小板和嗜中性粒細(xì)胞的發(fā)病率評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，是預(yù)測(cè)宮頸癌晚期患者預(yù)后的有潛力的指標(biāo)，但其具體作用機(jī)制還尚未明確。
3.5 RSPO1與類器官
類器官作為一種革命性疾病模型，在干細(xì)胞與發(fā)育、再生醫(yī)學(xué)、疾病研究、藥物開發(fā)和精準(zhǔn)醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。2021年“十四五”計(jì)劃將類器官列為首批重點(diǎn)專項(xiàng)。類器官如此火熱，其獲得方式成為目前關(guān)注的焦點(diǎn)。RSPO1作為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的激活因子，是類器官培養(yǎng)基的關(guān)鍵成分，支持著類器官的分化。
4、RSPO1的臨床前景
目前對(duì)于RSPO1在腫瘤中作用的研究尚處于起步階段，大部分研究還停留在腫瘤組織、細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上，對(duì)其在分子水平上的認(rèn)識(shí)仍十分有限。鑒于Wnt信號(hào)可以作為藥物開發(fā)的目標(biāo)，繼續(xù)拓展體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)、探討RSPO1如何調(diào)控經(jīng)典Wnt信號(hào)活性以及和其他調(diào)控因子的聯(lián)系，有助于進(jìn)一步探索相關(guān)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制以及提供腫瘤治療過(guò)程中更豐富的靶點(diǎn)選擇。
此外，RSPO1作為類器官培養(yǎng)中最經(jīng)典的細(xì)胞因子培養(yǎng)方案中的重要組成，其高活性、批次間穩(wěn)定和無(wú)污染是類器官實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以高質(zhì)量的細(xì)胞因子對(duì)于類器官的培養(yǎng)必不可少！
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● Recombinant Human R-spondin-1(RSPO1),partial (Active)
The purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Immobilized human RSPO1 at 2 μg/ml can bind can bind Human LGR5(CSB-MP012906HU1), the EC50 is 124.0-174.1 ng/mL.
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