四肢の形成の決め手となるシグナルを発見！
LETTER RESEARCH

金沢大学がん進展制御研究所リサーチプロフェッサーNicholas Barker 博士
bf
Left イスタンブール大学の研究グループとの共同研究
Right
らは、シンガポール国立大学、により、四肢の異常を引き起こす原因遺伝子を特定し、Nature 誌に発表しましLeft 年 5 月
Right
た〔平成 3016 日(米国東部時間)〕。

aCRISPR–Cas9
or TALEN

Left

Right

80
6040200

rnf43/znrf3 mutants

n=100

23

AmeliaNormalPolymelia

24367

2 3 65 7
1gh
さらに、RSPO2 の遺伝子変異による異常は、LGR4/5/6 受容体経路とは独立に48生じること、一方で、rnf43 と znrf3 の 2 重欠損は、異常な四肢の発達を引き起こすことから、RSPO2 は RNF43/ZNRF3 に対して直接的に結合し、シグナルを伝達15し、四肢の形成に寄与していると考えられました。今後、本知見が再生医療への8 6 4
3 27応用や WNT シグナルに関連するがん発生の理解につながると期待されます。

rspo2KOznrf3
KO

rnf43/znrf3 mutant

znrf3d1

四肢の発生は、中心周辺軸、前後軸、背腹軸を決定する
3 次元的シグナル機構 14によって制御されています。胎児期にその過程が異常になると、肺の形成不全を伴い、四肢を全て失ってしまうテトラ・アメリア症候群(TETAMS)という遺伝病となることが知られていましたが、その原因は不明でした。今回、研究グループは、
LeftRight
5 つの家族で 11 人にわたり重度の四肢形成不全の症状を示す患者を調べ、不完全な RSPO2 と LGR4/5/6、RNF43/ZNRF3 の結合が、WNT の増強効果を減らし、疾患
e(***)
(NS)
(NS)
(***)
5の原因となることを突き止めました。
Left
Right
840
3994
rnf43cLimb phenotype (%)

rspo2 crispant

23

Left

Rightrnf43 rnf43/KO znrf3 KOi

12

LGR-dependent
LRP5/6WNT

Frizzled

11910

LGR-independent

RNF43/ZNRF3

LRP5/6WNT

RSPO

Frizzled

LGR4/5/6

P

RNF43/ZNRF3RSPO

Receptor X?

PLimb, lung and vascular development

Female gonad and craniofacial development

Fig. 4 | Frogs mutant for both rnf43 and znrf3 display complete limb
alcian blue staining of rnf43/znrf3 double mutants (stages 62 (f) and 66duplications.
schemeusing X. tropicalis.
b, Representative (g)). Scale X
bars,0.3 cm. h, rnf43/znrf3 double-mutant
tadpole (stage 59)
図a, Experimental
LGR 依存的なR-spondin
過程(左)と未知の受容体により活性化される
LGR 非依存的な
rspo2 crispant (stage 63; n = 21). Scale bar, 0.5 cm. c, znrf3 and rnf43 in situ displaying quadruplication of the right forelimb (three are visible). Scale
RSPO2/3は、リガンド-受容体複合体を形成し、WNT
レpolymelia
hybridizationin stage 50シグナル(右)。これまで、RSPO-LGR
limb buds. Scale bar, 300 µm. The experimentbar, 0.2 cm. In e–h, 61 znrf3/rnf43 double-mutant froglets with
was repeatedthree times. d, Scoring of limb phenotype. n denotes number 2wereobtained.
i, Updated RNF43
model forとLGR-dependent
R-spondin processes
セプターをユビキチン化し、分解してしまう
つのE3 リガーゼ
ZNRF3 を直接的にof froglets. NS, not significant; ***P < 0.001, significantly different from(left), and LGR-independent RSPO2/3 signalling (right), which may
シグナルを増強することが知られていた。一方で今回、胚の発生test). e, Stage 67 znrf3/rnf43 double mutant
with a duplicatednormal (χ2阻害することにより、WNT
involve the activity of a hitherto unknown receptor Xright hindlimb.
Scale bar, 0.5 cm. f, Lgr4、5、6g, External view andalizarin redand過程においてはの欠損はRspo-2/R-spo3 の欠損表現系を模倣できないことがわかった。
embryonic signals may be re-mobilized in salamanders, which arecapable of complete adult limb regeneration after amputation30.
The current model suggests that RSPO–LGR form ligand–receptor
pairs that serve to increase WNT signalling through direct inhibitionof the two E3 ligases RNF43 and ZNRF3, which otherwise ubiquitinate
WNT receptors for degradation31,32. Here we challenge this view andshow that during embryogenesis, the concomitant loss of LGR4, LGR5and LGR6 receptors does not phenocopy the loss of RSPO2 or RSPO3(Fig. 4i).
Gain-of-function variants in RSPO2 and RSPO3 and loss-of-function
alleles in RNF43 and ZNRF3 are the most frequent somatic mutations
in colorectal cancer patients33,34. LGR5-positive cells have been shown
to represent the major cell of origin of colorectal cancer35; however,pathogenic mutations in this WNT-associated receptor have not beenof whether LGRs have any functional relevance to carcinogenesis. The
ubiquitous triple-knockout Lgr4/5/6 during embryogenesis serves as a
proof-of-concept for subsequent organ-specific deletions, and should
enable this question to be addressed.

Online content

Any Methods, including any statements of data availability and Nature Research
reporting summaries, along with any additional references and Source Data files,
are available in the online version of the paper at https://doi.org/10.1038/s41586018-0118-y.

Received: 9 November 2016; Accepted: 10 April 2018;
Published online xx xx xxxx.
1.

de Lau, W. et al. Lgr5 homologues associate with Wnt receptors and mediate
R-spondin signalling. Nature 476, 293–297 (2011).

【論文情報】
Nature Online (2018 May 16)
RSPO2 inhibition of RNF43 and ZNRF3 governs limb development independentlyof LGR4/5/6.
Szenker-Ravi E, Altunoglu U, Leushacke M, Bosso-Lefèvre C, Khatoo M, Tran HT,Naert T, Noelanders R, Hajamohideen A, Beneteau C, de Sousa SB, Karaman B,
Latypova X, Başaran S, Yücel EB, Tan TT, Vlaeminck L, Nayak SS, Shukla A, Girisha
KM, Caignec CL, Soshnikova N, Uyguner ZO, Vleminckx K, Barker N*, Kayserili H*& Reversade B*. (* corresponding authors)【問い合わせ先】
Nicholas Barker
金沢大学がん進展制御研究所

上皮幹細胞研究分野 リサーチプロフェッサー（日本語での問い合わせ）村上和弘 助教〒920-1192
石川県金沢市角間町
金沢大学がん進展制御研究所 上皮幹細胞研究分野
E-mail: kmurakami@staff.kanazawa-u.ac.jp