La proteína 1 relacionada con Dickkopf es una proteína que en los humanos está codificada por el gen DKK1 . [5]
Función
Este gen codifica una proteína que es miembro de la familia dickkopf . Es una proteína secretada con dos regiones ricas en cisteína y está involucrada en el desarrollo embrionario a través de su inhibición de la vía de señalización Wnt . El inhibidor 1 de la vía de señalización WNT de Dickkopf (Dkk1) es un gen codificador de proteínas que actúa desde el endodermo visceral anterior . [6] [7] La proteína dickkopf codificada por DKK1 es un antagonista de la vía de señalización Wnt/β-catenina que actúa aislando el correceptor LRP6 para que no pueda ayudar a activar la vía de señalización WNT. [8] Esta inhibición juega un papel clave en el desarrollo del corazón, la cabeza y las extremidades anteriores durante la morfogénesis anterior del embrión. [5] [9]
Los niveles elevados de DKK1 en la médula ósea, el plasma y la sangre periférica están asociados con la presencia de lesiones óseas osteolíticas en pacientes con mieloma múltiple . [5] Debido al papel de DKK1 en la pérdida ósea inducida por inflamación, DKK1 está bajo investigación como objetivo para estrategias terapéuticas en medicina y odontología. [12] [13] [14]
Estudios en animales
Los científicos han creado un modelo de knockout de DKK1 en ratones que reveló los efectos de este gen. Todos los ratones que eran homocigotos para el knockout de DKK1 murieron al nacer debido a defectos en el cráneo y las estructuras formadas por la cresta neural, como el desarrollo fallido de los ojos, las placodas olfatorias, la masa frontonasal y los procesos mandibulares, así como el desarrollo incompleto del prosencéfalo y el mesencéfalo y la fusión de los dedos de la extremidad anterior. [7] Esta evidencia apoya la idea de que la inhibición de la vía de señalización de Wnt por DKK1 es crucial para el desarrollo craneal adecuado.
Estudios in vitro
El DKK1 es uno de los genes más regulados positivamente en la calvicie potenciada por andrógenos, con el ARN mensajero del DKK-1 regulado positivamente unas horas después del tratamiento con DHT de los folículos pilosos en la papila dérmica in vitro . El anticuerpo neutralizante contra el DKK-1 revirtió los efectos del DHT en los queratinocitos de la vaina radicular externa. [15] La expresión del DKK-1 se atenúa con L-treonato in vitro , siendo este último un metabolito del ascorbato . [16]
DKK1 y Alzheimer
La enfermedad de Alzheimer se produce debido a la sobreproducción de beta amiloide que se agrupará para formar placas amiloides entre las neuronas del cerebro y alterará la función celular. Además, hay una acumulación de ovillos neurofibrilares de tau hiperfosforilada dentro de la neurona. [17] La vía de señalización Wnt es crucial para los procesos de desarrollo cerebral, que incluyen la proliferación y diferenciación neuronal, así como la migración de neuroblastos y la guía de axones. [18]
Se ha demostrado una regulación negativa de esta señalización en personas con Alzheimer como resultado de altos niveles de DKK1. [18] Debido a la hiperfosforilación inducida por DKK1, tau no puede interactuar con los microtúbulos neuronales, lo que compromete el transporte axonal y da como resultado la pérdida sináptica y la apoptosis neuronal. [17] Debido a sus efectos antagónicos en la vía de señalización Wnt, se cree que DKK1 es un marcador común de muerte neuronal en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. [18]
Referencias
^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000107984 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000024868 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
^ Schneider VA, Mercola M (1999). "Inductores de cabeza y corazón espacialmente distintos dentro de la región organizadora de Xenopus". Current Biology . 9 (15): 800–9. Bibcode :1999CBio....9..800S. doi : 10.1016/s0960-9822(99)80363-7 . PMID 10469564. S2CID 16744197.
^ ab Mukhopadhyay M, Shtrom S, Rodriguez-Esteban C, Chen L, Tsukui T, Gomer L, et al. (septiembre de 2001). "Dickkopf1 es necesario para la inducción de la cabeza embrionaria y la morfogénesis de las extremidades en el ratón". Developmental Cell . 1 (3): 423–34. doi : 10.1016/s1534-5807(01)00041-7 . PMID 11702953.
^ Lewis SL, Khoo PL, De Young RA, Steiner K, Wilcock C, Mukhopadhyay M, et al. (mayo de 2008). "Dkk1 y Wnt3 interactúan para controlar la morfogénesis de la cabeza en el ratón". Desarrollo . 135 (10): 1791–801. doi : 10.1242/dev.018853 . PMID 18403408.
^ Schneider VA, Mercola M (febrero de 2001). "El antagonismo de Wnt inicia la cardiogénesis en Xenopus laevis". Genes & Development . 15 (3): 304–15. doi :10.1101/gad.855601. PMC 312618 . PMID 11159911.
^ Semënov MV, Tamai K, Brott BK, Kühl M, Sokol S, He X (junio de 2001). "El inductor principal Dickkopf-1 es un ligando para el correceptor de Wnt LRP6". Current Biology . 11 (12): 951–61. Bibcode :2001CBio...11..951S. doi : 10.1016/S0960-9822(01)00290-1 . PMID 11448771. S2CID 15702819.
^ Nakamura T, Nakamura T, Matsumoto K (abril de 2008). "Las funciones y la posible importancia de Kremen como el guardián de la señalización de Wnt en el desarrollo y la patología". Revista de Medicina Celular y Molecular . 12 (2): 391–408. doi :10.1111/j.1582-4934.2007.00201.x. PMC 3822531 . PMID 18088386.
^ Samiei M, Janjić K, Cvikl B, Moritz A, Agis H (30 de enero de 2019). "El papel de la esclerostina y dickkopf-1 en los tejidos orales: una revisión desde la perspectiva de las disciplinas odontológicas". F1000Research . 8 : 128. doi : 10.12688/f1000research.17801.1 . PMC 6468704 . PMID 31031968.
^ Ke HZ, Richards WG, Li X, Ominsky MS (octubre de 2012). "Esclerostina y Dickkopf-1 como dianas terapéuticas en enfermedades óseas". Endocrine Reviews . 33 (5): 747–83. doi : 10.1210/er.2011-1060 . PMID 22723594.
^ McCarthy HS, Marshall MJ (febrero de 2010). "Dickkopf-1 como posible diana terapéutica en la enfermedad ósea de Paget". Opinión de expertos sobre dianas terapéuticas . 14 (2): 221–30. doi :10.1517/14728220903525720. PMID 20055719. S2CID 23456886.
^ Kwack MH, Sung YK, Chung EJ, Im SU, Ahn JS, Kim MK, et al. (febrero de 2008). "Dickkopf 1 inducible por dihidrotestosterona de las células de la papila dérmica calva provoca apoptosis en los queratinocitos foliculares". The Journal of Investigative Dermatology . 128 (2): 262–9. doi : 10.1038/sj.jid.5700999 . PMID 17657240.
^ Kwack MH, Ahn JS, Kim MK, Kim JC, Sung YK (octubre de 2010). "Efecto prevenible del L-treonato, un metabolito del ascorbato, en la calvicie inducida por andrógenos a través de la represión de la expresión de Dickkopf-1 inducida por dihidrotestosterona en las células de la papila dérmica del cabello humano". BMB Reports . 43 (10): 688–92. doi : 10.5483/BMBRep.2010.43.10.688 . PMID 21034532.
^ ab Boonen RA, van Tijn P, Zivkovic D (abril de 2009). "Señalización de Wnt en la enfermedad de Alzheimer: hacia arriba o hacia abajo, esa es la cuestión". Ageing Research Reviews . 8 (2): 71–82. doi :10.1016/j.arr.2008.11.003. PMID 19101658. S2CID 24424543.
^ abc Huang Y, Liu L, Liu A (septiembre de 2018). "Dickkopf-1: conocimiento actual y enfermedades relacionadas". Ciencias de la vida . 209 : 249–254. doi :10.1016/j.lfs.2018.08.019. PMID 30102902. S2CID 51974340.
Lectura adicional
Fedi P, Bafico A, Nieto Soria A, Burgess WH, Miki T, Bottaro DP, et al. (julio de 1999). "Aislamiento y caracterización bioquímica del homólogo humano Dkk-1, un nuevo inhibidor de la señalización Wnt en mamíferos". The Journal of Biological Chemistry . 274 (27): 19465–72. doi : 10.1074/jbc.274.27.19465 . PMID 10383463. S2CID 39562013.
Krupnik VE, Sharp JD, Jiang C, Robison K, Chickering TW, Amaravadi L, et al. (octubre de 1999). "Diversidad funcional y estructural de la familia de genes humanos Dickkopf". Gene . 238 (2): 301–13. doi :10.1016/S0378-1119(99)00365-0. PMID 10570958.
Roessler E, Du Y, Glinka A, Dutra A, Niehrs C, Muenke M (2000). "La estructura genómica, la ubicación cromosómica y el análisis del gen inductor de la cabeza DKK1 humano como candidato para la holoprosencefalia". Citogenética y genética celular . 89 (3–4): 220–4. doi :10.1159/000015618. PMID 10965128. S2CID 22763213.
Mao B, Wu W, Li Y, Hoppe D, Stannek P, Glinka A, et al. (mayo de 2001). "La proteína 6 relacionada con el receptor de LDL es un receptor para las proteínas de Dickkopf". Nature . 411 (6835): 321–5. Bibcode :2001Natur.411..321M. doi :10.1038/35077108. PMID 11357136. S2CID 4323027.
Semënov MV, Tamai K, Brott BK, Kühl M, Sokol S, He X (junio de 2001). "El inductor principal Dickkopf-1 es un ligando para el correceptor de Wnt LRP6". Current Biology . 11 (12): 951–61. Bibcode :2001CBio...11..951S. doi : 10.1016/S0960-9822(01)00290-1 . PMID 11448771. S2CID 15702819.
Zorn AM (agosto de 2001). "Señalización de Wnt: Dickkopfs antagónicos". Current Biology . 11 (15): R592-5. Bibcode :2001CBio...11.R592Z. doi : 10.1016/S0960-9822(01)00360-8 . PMID 11516963. S2CID 14970864.
Shou J, Ali-Osman F, Multani AS, Pathak S, Fedi P, Srivenugopal KS (enero de 2002). "El Dkk-1 humano, un gen que codifica un antagonista de Wnt, responde al daño del ADN y su sobreexpresión sensibiliza a las células tumorales cerebrales a la apoptosis después del daño por alquilación del ADN". Oncogene . 21 (6): 878–89. doi :10.1038/sj.onc.1205138. PMID 11840333. S2CID 43987784.
Mao B, Wu W, Davidson G, Marhold J, Li M, Mechler BM, et al. (junio de 2002). "Las proteínas Kremen son receptores de Dickkopf que regulan la señalización Wnt/beta-catenina". Nature . 417 (6889): 664–7. Bibcode :2002Natur.417..664M. doi :10.1038/nature756. PMID 12050670. S2CID 4418943.
Aguilera O, Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, Herranz M, Espada J, et al. (julio de 2006). "Inactivación epigenética del gen antagonista de Wnt DICKKOPF-1 (DKK-1) en el cáncer colorrectal humano". Oncogene . 25 (29): 4116–21. doi : 10.1038/sj.onc.1209439 . PMID 16491118.
Brott BK, Sokol SY (septiembre de 2002). "Regulación de la señalización Wnt/LRP por dominios distintos de las proteínas Dickkopf". Biología molecular y celular . 22 (17): 6100–10. doi :10.1128/MCB.22.17.6100-6110.2002. PMC 133995 . PMID 12167704.
Gregory CA, Singh H, Perry AS, Prockop DJ (julio de 2003). "El inhibidor de la señalización Wnt dickkopf-1 es necesario para la reentrada en el ciclo celular de las células madre adultas humanas de la médula ósea". The Journal of Biological Chemistry . 278 (30): 28067–78. doi : 10.1074/jbc.M300373200 . PMID 12740383.
Tian E, Zhan F, Walker R, Rasmussen E, Ma Y, Barlogie B, et al. (diciembre de 2003). "El papel del antagonista de la señalización de Wnt DKK1 en el desarrollo de lesiones osteolíticas en el mieloma múltiple". The New England Journal of Medicine . 349 (26): 2483–94. doi : 10.1056/NEJMoa030847 . PMID 14695408.
Yamaguchi Y, Itami S, Watabe H, Yasumoto K, Abdel-Malek ZA, Kubo T, et al. (abril de 2004). "Interacciones mesenquimales-epiteliales en la piel: el aumento de la expresión de dickkopf1 por fibroblastos palmoplantares inhibe el crecimiento y la diferenciación de los melanocitos". The Journal of Cell Biology . 165 (2): 275–85. doi :10.1083/jcb.200311122. PMC 2172049 . PMID 15117970.
Caricasole A, Copani A, Caraci F, Aronica E, Rozemuller AJ, Caruso A, et al. (junio de 2004). "La inducción de Dickkopf-1, un modulador negativo de la vía Wnt, está asociada con la degeneración neuronal en el cerebro de pacientes con Alzheimer". The Journal of Neuroscience . 24 (26): 6021–7. doi : 10.1523/JNEUROSCI.1381-04.2004 . PMC 6729239 . PMID 15229249.
Colland F, Jacq X, Trouplin V, Mougin C, Groizeleau C, Hamburger A, et al. (julio de 2004). "Mapeo proteómico funcional de una vía de señalización humana". Genome Research . 14 (7): 1324–32. doi :10.1101/gr.2334104. PMC 442148 . PMID 15231748.
Zhang Z, Henzel WJ (octubre de 2004). "Predicción de péptidos señal basada en el análisis de sitios de escisión verificados experimentalmente". Protein Science . 13 (10): 2819–24. doi :10.1110/ps.04682504. PMC 2286551 . PMID 15340161.
Niida A, Hiroko T, Kasai M, Furukawa Y, Nakamura Y, Suzuki Y, et al. (noviembre de 2004). "DKK1, un regulador negativo de la señalización de Wnt, es un objetivo de la vía beta-catenina/TCF". Oncogene . 23 (52): 8520–6. doi :10.1038/sj.onc.1207892. PMID 15378020. S2CID 9300321.
Lee AY, He B, You L, Xu Z, Mazieres J, Reguart N, et al. (octubre de 2004). "Dickkopf-1 antagoniza la señalización de Wnt independientemente de la beta-catenina en el mesotelioma humano". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 323 (4): 1246–50. doi :10.1016/j.bbrc.2004.09.001. PMID 15451431.