Wnt/β-カテニンシグナルを調節する複合体の構造を解明

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2025-10-01 東京大学

東京大学新領域創成科学研究科の研究チームは、細胞の増殖やがん化に関わるWnt/β-カテニンシグナルを制御する巨大タンパク質複合体「デストラクション・コンプレックス」の立体構造を解明した。クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で可視化し、複合体の分子配置や相互作用を明らかにしたことで、がんや発生異常の新しい治療標的となる可能性が示された。この成果は、シグナル伝達の基盤理解を深めるとともに創薬研究に直結する重要な一歩である。

Wnt/β-カテニンシグナルを調節する複合体の構造を解明
LGR4/RSPO2/ZNRF3複合体によるWnt/β-カテニンシグナル伝達機構の調節メカニズム

<関連情報>

LGR4、R-スポンジン、ZNRF3によるWnt/β-カテニンシグナル伝達制御の構造的知見 Structural insights into Wnt/β-catenin signaling regulation by LGR4, R-spondin, and ZNRF3

Yuxuan Peng,Akiko Fujimura,Jinta Asami,Zhikuan Zhang,Toshiyuki Shimizu & Umeharu Ohto
Nature Communications  Published:01 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-64129-z

Abstract

Leucine-rich repeat-containing G protein-coupled receptor 4 (LGR4) plays a critical role in regulating the wingless-related integration site (Wnt) signaling pathway and is essential for organ development and carcinogenesis. LGR4, along with its ligand R-spondin (RSPO), potentiates Wnt/β-catenin signaling by recruiting its signaling suppressor, E3 ligase Zinc and Ring Finger 3 (ZNRF3), and inducing its membrane clearance. However, detailed mechanisms underlying this process remain unknown. In this study, we present the cryo-electron microscopy structures of human LGR4, the LGR4-RSPO2 and LGR4-RSPO2-ZNRF3 complexes. Upon RSPO2 binding, LGR4 undergoes no significant conformational changes in its transmembrane and extracellular domain structures or their relative orientations. LGR4, RSPO2, and ZNRF3 assemble into a 2:2:2 complex with the ZNRF3 dimer enclosed at the center. This ternary arrangement and forced dimerization of ZNRF3 likely underpin how LGR4 and RSPO2 potentiate Wnt/β-catenin signaling by sequestering ZNRF3 from Wnt receptors and facilitating its auto-inactivation. This study provides a structural basis for understanding the regulatory mechanism of Wnt/β-catenin signaling through the LGR4-RSPO2-ZNRF3 pathway and may offer opportunities for future drug development targeting this axis.

細胞遺伝子工学
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