Wnt/Ror信号在神经肌肉接头形成及相关疾病中的作用机制

The neuromuscular junction is the classical model to study synapse formation, but the molecular mechanism of the neuromuscular junction formation remains unclear. Acetylcholine receptor (AChR) clustering is the critical step and hallmark event for the neuromuscular junction formation. We found that Wnt induced AChR clustering in muscle cells. Reducing protein level of Wnt receptor Ror inhibited AChR clustering, and MuSK, one essential protein for the neuromuscular junction formation, phosphorylation and activity. These observations suggest that Wnt/Ror signal could regulate AChR clustering and the neuromuscular junction formation. Here we propose to characterize the interaction between Wnt and Ror, and the crosstalk between Wnt/Ror signal and agrin/LRP4/MuSK signal. We also determine to study the in vivo function of Wnt/Ror signal during the neuromuscular junction formation by use of transgenic mice, and reveal the importance of prepatterning in the muscle for neural synapse formation. Our study will shed light on understanding the molecular mechanism of synapse formation, and help to develop novel diagnostic and therapeutic approaches for related neurological diseases.

神经肌肉接头是研究突触形成的经典模型，但其形成的机制仍不完全清楚。乙酰胆碱受体聚集是神经肌肉接头形成的关键步骤和标志。我们发现Wnt信号能在肌肉细胞中诱导乙酰胆碱受体聚集。降低Wnt受体Ror的表达可以抑制受体聚集，降低在神经肌肉接头形成中有关键作用的蛋白MuSK的活性。这些结果表明Wnt/Ror信号调控乙酰胆碱受体的聚集，提示其在神经肌肉接头形成中发挥作用。本研究将从分子及细胞水平阐明在调控乙酰胆碱受体聚集的过程中，Wnt与Ror结合的分子机制，以及Wnt/Ror信号与agrin/LRP4/MuSK信号的相互影响，并应用靶基因技术手段阐明Wnt/Ror信号对小鼠神经肌肉接头形成的调控作用，揭示非神经支配的神经肌肉接头早期发育对受神经支配的突触形成的影响。本研究有助于理解突触形成的分子机理，为相关疾病的诊断和治疗提供理论依据。

神经肌肉接头是运动神经末梢与骨骼肌形成的突触结构，是介导兴奋由运动神经传递至骨骼肌的关键部位，但其发育形成的分子机制尚不完全清楚。我们的前期工作发现，Wnt信号可以在肌肉细胞中诱导乙酰胆碱受体聚集，降低 Wnt 受体 Ror 的表达则抑制受体聚集，降低关键蛋白 MuSK 的活性，提示Wnt/Ror 信号可能参与调控乙酰胆碱受体的聚集，以及神经肌肉接头的形成。在本研究中，我们进一步从分子及细胞水平阐明了在调控乙酰胆碱受体聚集的过程中，Wnt 与 Ror 结合的分子机制，以及 Wnt/Ror信号与 agrin/LRP4/MuSK信号的相互影响。我们还应用转基因技术在骨骼肌中特异敲除Ror基因，结果发现Ror1和Ror2基因敲除的小鼠未显示出明显的神经肌肉接头发育缺陷，形态和功能与野生型小鼠基本相同，说明作用于骨骼肌的Wnt/Ror信号可能对神经肌肉接头形成仅具有间接的调节作用。Wnt/Ror信号对神经肌肉接头的成熟与维持的调节，以及在神经肌肉接头损伤修复过程的可能作用的研究尚在进行。本研究有助于阐明神经肌肉接头突触形成的分子机理，并为相关疾病的诊断和治疗提供理论依据。