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Wnt信号参与调控动物体早期发育中的诸多事件,成体中Wnt信号的异常活化与肿瘤等疾病的发生发展密切相关。因此,深入研究Wnt信号转导分子机制对于帮助人们认识Wnt信号参与调控的多种生物学过程具有重要意义。在经典Wnt信号通路中,β-catenin是一个关键的信号传递中枢分子,β-catenin入核是Wnt信号通路的核心步骤,在很多病理过程中β-catenin的异常累积及入核是Wnt信号失调导致疾病发生(如肿瘤发生)的关键。 迄今为止,人们对于β-catenin如何由细胞质转位进入细胞核这个过程的认识还很不清楚。为了回答这个问题,本研究建立了Opera高内涵高通量筛选系统直观地对细胞核和细胞质中的β-catenin进行定量分析,以此获得Wnt3a诱导条件下β-catenin蛋白质表达水平和核质分布的精确定量值,并基于全基因组siRNA文库进行了高通量功能缺失筛选。我们希望从高通量功能缺失筛选方法入手,发现Wnt信号通路中的未知调控因子,尤其是找到参与调控β-catenin核转位的关键因子,并通过进一步深入研究最终发现可应用于相关肿瘤治疗的靶点。 针对全基因组的高通量功能缺失筛选目前已被广泛应用于基因功能研究,然而现今的功能缺失筛选方法都面临着基因功能冗余导致假阴性表型这样一个共同问题。功能冗余是生物体在进化过程中为了避免有害缺失突变而衍生出的一种普遍存在的保护机制。为了克服这一问题,我们开发了一种针对功能基因簇的功能缺失筛选方法。借助生物信息学方法,我们根据基因序列和蛋白质功能的相似性建立了一个针对功能基因簇的全基因组基因家族siRNA组合文库,并对组合文库进行了Ppera高内涵筛选。对比基于单基因文库和基于组合文库的这两种不同筛选,我们发现基于基因家族siRNA组合文库的筛选能有效减少基因功能冗余所导致的假阴性现象,在筛选中我们也发现了一些未知Wnt信号调控因子的相关线索。 我们还建立了以Wnt信号报告基因为检测手段的高通量筛选系统,作为对Ppera高内涵筛选系统的补充和验证。在靶点发现以外,我们也正在将这些高通量筛选系统运用于小分子化合物筛选,希望从中发现未知的能干预Wnt信号转导的小分子化合物,进而深入探索它们的作用机理,为Wnt信号通路靶向药物研发提供基础。 总而言之,本研究建立了一种针对功能基因簇的功能缺失筛选方法以克服功能冗余带来的干扰,这种全新的概念和策略同样适用于其他各种功能缺失筛选系统。与此同时,我们的筛选数据为深入研究Wnt信号转导的分子机制提供了大量的线索。