*603490 WINGLESS-TYPE MMTV INTEGRATION SITE FAMILY, MEMBER 4; WNT4
Gene map locus 1p35
TEXTO

DESCRIÇÃO

A família dos genes WNT consiste de genes estruturalmente relacionados que codificam glicoproteínas secretadas ricas em cisteína que atuam como fatores de sinalização extracelulares. Veja WNT14 (602863).

CLONAGEM

Usando PCR degradado e uma biblioteca de cDNA de sonda para buscar genes do camundongo relacionados ao Wnt1 (164820), Gavin e outros (1990) identificaram seis novos membros da família dos genes Wnt, incluindo Wnt4, Wnt5a(164975), Wnt5b(606361), Wnt6(604663), Wnt7a(601570), e Wnt7b(601967). Eles apresentaram uma homologia na matriz para esses genes e notaram que os 6 genes compartilham entre 50% e 85% de identidade de aminoácidos e contém 83 resíduos de aminoácidos absolutamente conservados, incuindo 21 cisteínas. Análises de Northern blot (RNA) detectaram transcritos de Wnt4 no cérebro e nos pulmões. Gavin e outro (1990) concluíram que os transcritos de 4,7 quilobases e de 1,6 quilobases de Wnt4 eram resultados de uma variabilidade para a iniciação de transcrição na extremidade 5 na metionina e um splicing alternativo que remove 14 aminoácidos, incluindo 5 conservados entre os membros da família.

FUNÇÃO DO GENE

O desenvolvimento dos rins é iniciado pelo crescimento para dentro do botão da uretra derivado dos dutos wolffian para dentro do mesênquima renal embrionário. Em resposta a um sinal da uretra, as células mesenquimais condensam, agregam-se em conjuntos pré-tubulares, e submetem-se à conversão epitelial gerando um túbulo simples. Este então prossegue em mofogênese e é transformado no sistema excretório dos rins, o néfron. Stark e outros (1994) estudaram a expressão de 12 genes Wnt no camundongo por hibridização em sítio e encontraram alta expressão de Wnt4 no mesênquima dos rins e seus derivativos. Os transcritos de Wnt4 foram detectados em células condensadas do mesênquima em ambos os lados da haste da uretra em 11,5 dias após a concepção e estavam no sítio onde as primeiras células pré-tubulares formam agregações. Mais tarde, a expressão foi repetida em novas agregações em formação, bem como em seus derivativos tubulares epiteliais simples. Camundongos carentes de Wnt4 em razão da ruptura direcionada do gene falharam em formar agregações de células pré-tubulares; entretanto, outros aspectos do desenvolvimento mesenquimal e uretral não foram afetados. Stark e outros (1994) concluíram que o Wnt4 parece agir como um auto-indutor da transição do mesênquima para epilélio que dá suporte ao desenvolvimento do nefrônio.

Usando análises de proteção de ribonuclease, Huguet e outros (1994) investigaram a expressão dos genes WNT, incluindo o WNT4, em linhas celulares humanas, assim como nas normais, benignas, e nas malignas do tecido mamário humano. Seus resultados mostraram que somente um sub-grupo de genes WNT são expressados no tecido mamário normal e que diferenças quantitativas na expressão são vistas entre o tecido normal e nos tumores benignos e malignos da mama. Eles detectaram o WNT4 em linhas celulares da mama humana e nos tecidos da mama. Eles observaram que mamas doentes apresentam níveis de expressão de alguns genes WNT diferentes daqueles encontrados na mama normal e formularam a hipótese de que o WNT4 pode estar associado com a proliferação anormal no tecido mamário humano.

Jordan e outros (2001) mostraram que em células testiculares Sertoli e Leydig o Wnt4 sobre-regula Dax1 (300473), um gene conhecido por antagonizar o fator determinante do testículo, Sry (480000). Além disso, eles elucidaram um possível mecanismo para a reversão sexual XY associada com uma duplicação 1p35-p31 incluindo WNT4. A super-expressão do WNT4 levou à sobre-regulação de DAX1, a qual resultou em um fenótipo XY feminino. Assim, o WNT4, um novo gene determinante do sexo, e DAX1 atuam num papel conjunto em ambos o controle do desenvolvimento feminino e o impedimento da formação dos testículos. Essas observações sugeriram que a determinação do sexo nos mamíferos é sensível à dosagem em múltiplas etapas em seu caminho.

Guo e outros (2004) descobriram que vários genes Wnt, incluindo Wnt4, Wnt14, e Wnt16 (60267), eram expressados em padrões sobrepostos e complemetares no desenvolvimento da junta sinovial no camundongo, onde o nível da proteína beta-catenina (CTNNB1; 116806) e a atividade de transcrição eram sobre-regulados. Eles apresentaram evidência indicando que a via de sinalização Wnt/CTNNB1 é necessária e suficiente para induzir as primeiras etapas da formação da junta sinovial. Guo e outros (2004) sugeriram que WNT4, WNT14, e WNT16 podem atuar em papéis redundantes na indução da junta sinovial por sinalização através da via canônica do Wnt mediada por CTNNB1.

MAPEAMENTO

Por fluorescência de hibridização em sítio, Jordan e outros (2001) mapearam o gene WNT4 no cromossomo 1p35, uma localização consistente com os resultados do mapeamento de radiação híbrida. A partir da localização de marcadores na vizinhança conhecidos por estarem localizados no cromossomo 4 do camundongo, eles sugeriram que o Wnt4 do camundongo está licalizado no cromossomo 4.

GENÉTICA MOLECULAR

Em uma mulher de 18 anos, 46, XX com aplasia mulleriana e hiperandrogenismo (158330), Biason-Lauber e outros (2004) identificaram uma mutação hererozigota no gene WNT4 (603490.0001). Os achados sugeriram um papel para o WNT4 no desenvolvimento de manutenção do fenótipo feminino na mulher.

A aberração do cromossomo 1p é comum nos pulmões e em outros cânceres. Garnis e outros (2005) usaram uma ordem (matriz) de cromossomo 1p para perfilar 8 amostras de carcinoma da células escamosas não pequenas dos pulmões pré-invasivas e 12 invasivas. Em seis das oito amostras tumorais pré-invasivas, eles identificaram uma amplificação de 0,4 Megabases contendo o gene WNT4. Nas amostras de tumor invasivo, múltiplas novas alterações de menos de 1 megabase foram identificadas, incluindo 3 alterações que abrigavam genes envolvidos no desenvolvimento do câncer através de ambas as vias de desenvolvimento Wnt e Notch. A expressão ectópica (fora do lugar) de DVL1 (601365), LRP8 (602600), e Notch2 (600275) no tecido maligno nos pulmões deu suporte adicional ao impacto desses dessas alterações genéticas. Garnis e outros (2005) hipotetizaram que a ativação das vias envolvidas no desenvolvimento fetal dos pulmões pode levar à gênese tumoral pela desregulação de células tronco pluripotentes.

Em uma mulher de 19 anos de idade 46,XX com ausência dos derivativos do duto mulleriano e excesso clínico e bioquímido de androgênio, Biason-Lauber e outros (2007) identificaram heterozigosidade para uma mutação sem sentido no gene WNT4 (R83C); 602490.003). [Duto Mulleriano, ou, duto paramesonéfrico, um dos dois tubos embrionários que se estendem ao longo do mesonefro aproximadamente paralelos ao duto mesonéfrico e drenam para a cloaca (em embriões, a cloaca é a câmara revestida de endoderma na qual se esvaziam o intestino posterior e a alantóide {alantóide é uma membrana fetal que se desenvolve no intestino superior (saco vitelino nos humanos); nos humanos é vestigial; nos mamíferos contribui para a formação do cordão umbilical e da placenta; em aves e répteis, permanece logo abaixo da casca porosa do ovo e serve como órgão respiratório}; na mulher, as partes superiores dos dutos formam as tubas uterinas, enquanto as partes inferiores se fundem para formar o útero e parte da vagina; no homem, vestígios dos dutos formam o utrículo prostático e o apêndice do testículo.]
Em uma jovem de 16 anos de idade com hipoplasia uterina, depleção de folículo, e hiperandroginismo, Philibert e outros (2008) identificaram heterosigosidade para uma mutação sem sentido no gene WNT4 (L12P; 603490.0004).

Mandel e outros (2008) descreveram uma nova síndrome autossômica recessiva designada síndrome SERKAL (611812) com base em suas manifestações: reversão do sexo feminino para o masculino e disgenesia (distúrbio no desenvolvimento) renal, adrenal (próximo aos rins) e dos pulmões. Defeitos adicionais no desenvolvimento foram associados. Usando uma abordagem de gene candidato, eles identificaram uma mutação sem sentido homozigota causadora da doença no gene WNT4 (603490.0002). A mutação foi considerada por resultar em marcada redução nos níveis de mRNA de WNT4 in vivo e in vitro e regulou para baixo a inibição da degradação de beta catenina (CTNNB1; 116806) dependente de WNT4. Tomadas juntas com as observações prévias em modelos animais, as observações pontuaram para um papel central da sinalização do WNT4 durante a organogênese nos humanos.

MODELO ANIMAL

No embrião mamífero, os sexos são inicialmente indistiguíveis morfologicamente; os hormônio são requeridos para o desenvolvimento específico do sexo. A substancia inibidora mulleriana (600957) e a testosterona secretada por testes de diferenciação regula a perda do desenvolvimento do duto reprodutivo feminino (mulleriano) ou a promoção do desenvolvimento do duto reprodutivo masculino (wolffian). Vainio e outros (1999) estudaram camundongos homozigotos mutantes em Wnt4 desenvolvidos por Stark e outros em (1994) e observaram que a genitália feminina era masculinizada. Os machos mutantes em Wnt4 eram normais; entretanto, em fêmeas mutantes em Wnt4, o duto mulleriano estava ausente e o duto wolffian tinha continuado a desenvolver-se. O Wnt4, inicialmente requerido em ambos os sexos para a formação do duto mulleriano, parece suprimir o desenvolvimento das células Leydig no desenvolvimento do ovário. Consequentemente, as fêmeas mutantes em Wnt4 ativaram a biossíntese da testosterona fora do lugar. Os ovários das fêmeas mutantes em Wnt4 tinham menos de 10% do número de oocytos de seus irmãos heterozigotos ou de tipo selvagem; assim, o Wnt4 parece sustentar o desenvolvimento do oócito e é crucial para o desenvolvimento sexual feminino.

Usando transplante de epitélio mamário de camundongos sem o Wnt4 gerados por Stark e outros (1994), Brisken e outros (2000) mostraram que o Wnt4 tem um papel essencial no desenvolvimento do tamanho nas glândulas mamárias no início da gravidez. Usando experimentos de reposição de hormônio nos camundongos e células do epitélio mamário primárias do camundongo (MECs) em cultura, Brisken e outros (2000) encontraram que a progesterona induz o Wnt4 nas MECs. Usando experimentos de exerto do epitélio mamário, eles observaram que a progesterona é requerida para expressão aumentada de Wnt4 durante a gravidez. Por hibridização em sítio, eles demonstraram que os mRNAs do receptor de progesterona (PGR; 607311) e do WNT4 localizam-se no compartimento luminal (relativo à luz de um vaso sanguíneo ou outra estrutura tubular) do epitélio ductal, consistente com um modelo no qual a sinalização da progesterona induz a expressão do Wnt4. Brisken e outros (2000) concluíram que a sinalização do Wnt é essencial na mediação da função da progesterona durante a morfogênese da glândula mamária.