In HEK293 -Zellen exprimiertes menschliches Wnt3a weisen eine hohe Aktivität auf, die den Anbau von Organoiden fördert

Organoide sind in vitro erstellte dreidimensionale Modelle, die natürlichem Gewebe oder Organen sehr ähnlich sind. Sie sind von großer Bedeutung für die Modellierung von Krankheiten, die Organverjüngung und die individuelle medizinische Versorgung. Die Kultivierung dieser Organoide erfordert die sorgfältige Handhabung einer Vielzahl von Zytokinen, wobei Wnt3a als häufig verwendeter Faktor hervorsticht, der eine zentrale Rolle bei der Pflege von Organoiden aus einer Vielzahl von Geweben spielt.

Was ist Wnt-3a?

Wnt-3a gehört zur Wnt-Familie, einer Gruppe sezernierter Proteine, die aus 19 menschlichen Varianten besteht, darunter Wnt1, Wnt2, Wnt2b (Wnt13), Wnt3, Wnt3a, Wnt4, Wnt5a, Wnt5b, Wnt6, Wnt7a, Wnt7b, Wnt8a, Wnt8b, Wnt9a (auch bekannt als Wnt14), Wnt9b (Wnt14b), Wnt10a, Wnt10b, Wnt11 und Wnt16. Diese Familie zeichnet sich durch ihre Konservierung und ihre cysteinreiche Zusammensetzung aus. Wnt-Proteine ​​erleichtern den Wnt-Signalweg, indem sie an Zellmembranrezeptoren oder benachbarte Zellmembranrezeptoren binden. Dieser Signalweg kann in den kanonischen Signalweg, der durch β-Catenin vermittelt wird und Wnt1, Wnt2, Wnt2b, Wnt3, Wnt3a, Wnt7a, Wnt8, Wnt8b und Wnt10a umfasst, und den nichtkanonischen Signalweg, der unabhängig von β-Catenin ist und Wnt4, Wnt5a, Wnt6 und Wnt11 umfasst, unterteilt werden. Wnt3a ist als Quintessenzmitglied der Wnt-Familie allgegenwärtig und spielt eine zentrale Rolle bei der Steuerung verschiedener Zellfunktionen wie Selbsterneuerung, Proliferation, Differenzierung und Motilität.

Übertragungsmechanismus des Wnt-3a-Signalwegs

Der Wnt-Signalweg ist ein vielschichtiges Netzwerk von Proteininteraktionen, das in erster Linie mit der Embryonalentwicklung und Krebs in Zusammenhang steht. Er spielt jedoch auch bei normalen physiologischen Prozessen in erwachsenen Organismen eine Rolle. Wnt3a bindet an seinen Rezeptor, das Frizzled-Protein (Fz), zusammen mit dem Co-Rezeptor Lipoprotein-Rezeptor-verwandtes Protein (LRP5/6) und aktiviert anschließend das Gerüstprotein Disheveled (Dvl). Diese Aktivierung führt zur Demontage des „Zerstörungskomplexes“, der aus Casein-Kinase 1 (CK1), Glykogensynthase-Kinase-3β (GSK-3β) und den Gerüstproteinen adenomatöse Polyposis coli (APC), Axin1 und Axin2 besteht. Die Auflösung dieses Komplexes stabilisiert das freie β-Catenin-Protein im Zytoplasma. Das im Zytoplasma angesammelte β-Catenin wandert dann in den Zellkern, wo es an Transkriptionsfaktoren der TCF/LEF-Familie bindet und schließlich nachgeschaltete Zielgene wie c-myc und Cyclin D1 aktiviert. Diese Kaskade löst nachfolgende zelluläre Reaktionen aus. Zusammenfassend kann der Wnt-Signalweg wie folgt vereinfacht werden: Wnt3a→FZD→DVL→Komplexauflösung→β-Catenin gelangt in den Zellkern→TCF/LEF→nachgeschaltete Gentranskription. Ohne Wnt3a wird β-Catenin normalerweise im Zytoplasma durch den „Zerstörungskomplex“ abgebaut, der es zur Ubiquitinierung und anschließenden Degradation im Proteasom anvisiert. Infolgedessen kann es nicht in den Zellkern gelangen, um die Transkription nachgeschalteter Gene zu initiieren. Der Wnt/β-Catenin-Signalweg ist im Laufe der Evolution stark konserviert und spielt eine grundlegende Rolle bei der Embryonalentwicklung, dem Zellwachstum, der Differenzierung, der Polaritätsbildung, der neuronalen Entwicklung und der Karzinogenese.

Wnt3a und Organoide

Wnt3a nimmt als einer der am häufigsten eingesetzten Kulturfaktoren für die Organoiderzeugung eine zentrale Stellung ein. Seine hohe Aktivität, Konsistenz zwischen Chargen, Kontaminationsfreiheit und serumfreie Präparation sind Schlüsselfaktoren, die zum Erfolg von Organoidexperimenten beitragen.Wnt3a wird häufig in Organoidkulturen verschiedener Gewebe eingesetzt, darunter Darm, Magen, Bauchspeicheldrüse, Leber, Schilddrüse, Speiseröhre und Nervensystem. Um wissenschaftliche Forscher und Pharmaunternehmen bei ihren Studien zur klinischen Anwendung von Wnt3a bei der Organoidbildung und Tumorforschung zu unterstützen, hat YEASEN ein hochaktives Wnt3a-Proteinprodukt (Katalog: 92276ES) eingeführt, das die Organoidkultur erleichtern soll.

Abbildung 3. Gemessen an seiner Fähigkeit, die Topflash-Reporteraktivität in HEK293T-menschlichen embryonalen Nierenzellen zu induzieren. Der ED50-Wert für diesen Effekt beträgt 25 ng/ml.

Validierung der Organoidkultur

Yeasen Zytokine wurden an menschlichen Tumor-Organoiden wie Lungenkrebs, Gebärmutterhalskrebs, Eierstockkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Darmkrebs sowie an normalen Organoiden wie Dünndarm-Organoiden von Menschen und Mäusen nachgewiesen.

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