应用方向RSPO1-类器官培养的关键细胞因子
Rspo1作为Wnt信号通路的激活剂,通过增强Wnt信号在多方面发挥作用,是胃上皮类器官、小肠和结肠类器官、肝脏类器官、前列腺类器官、胰腺类器官、乳腺类器官培养常用的生长因子。
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RSPO1 (R-spondin 1)是R-spondin家族的成员，该家族包括4个成员（Rspo1-4)。RSPO1具有约 40% 的氨基酸同一性与其他三个R-Spondin家族成员。该家族是多个器官中维持成体干细胞的微环境因子。RSPO1是一种分泌型激活蛋白，具有两个富含半胱氨酸的弗林蛋白酶样结构域（FU-like CR）和一个血小板反应蛋白 1 型结构域（TSR)。RSPO1作为经典Wnt信号增强剂，目前被广泛应用于促进 3D 类器官生长和存活。
图1. 人的Rspo1、2、3 和 4的蛋白结构及功能的示意图(源自参考文献）
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Rspo1蛋白被作为多能信号配体出现，最著名的分子功能在于其激发 Wnt/β-连环蛋白信号通路的能力。由于Rspo1通常作用于由干细胞和祖细胞表达的同源受体 LGR4/5/6，因此 Rspo1增强了 Wnt/β-连环蛋白信号传导，尤其是在增殖性干细胞中。由于多个器官在其干细胞巢内表达 LGR4/5/6 受体和 Rspo1 配体，因此 Rspo1 可以在整个身体的干细胞调节中发挥重要作用，是多种成体干细胞（包括肠，胃和肝）体外扩增培养中的关键因子。 Rspo1也是雌性哺乳类、两栖类及鱼类潜在的性别决定因子，可通过β-catenin信号通路调控性腺分化相关因子表达，还可调节原始生殖细胞的分裂增殖及性腺中体细胞的分化来对抗精巢的形成，从而决定了雌性的分化。同时Rspo1 通过调节Foxl2的表达促进卵巢滤泡的发育。因此，卵巢分化可能由Rspo1调控的β-catenin信号通路和Foxl2共同调节。
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Rspo1通过作为LGR4-6受体的配体激活经典Wnt信号通路。在与 LGR4-6LGR4、LGR5 或 LGR6）结合后，LGR4-6与磷酸化的LRP6和由细胞外Wnt受体激活的卷曲受体蛋白（frizzled, Fzd）结合，形成LGR复合物，触发经典的Wnt信号通路以增加靶基因的表达。Rspo1还通过充当 ZNRF3（Wnt 信号通路的重要调节剂）的抑制剂来调节经典Wnt/β-连环蛋白依赖性通路和非经典Wnt信号通路。细胞膜上的E3泛素连接酶RNF43和ZNRF3与Fzd结合则会导致其泛素化降解，从而弱化Wnt信号的传导。Rspo1作为Wnt信号网络的增强子，其FLD区域可通过与G蛋白质偶联受体4/5( G-protein-coupled receptors, Lgr4/5)结合，进而连接RNF43和ZNRF3的胞外区域，使得膜上RNF43和ZNRF3被胞膜内吞，消除其泛素化降解作用，最终增强Wnt信号的传导。
图2. Rspo1与Wnt/β-catenin信号通路的作用机制(源自参考文献）
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Rspo1基因的突变可以引起雌性向雄性的转变。同时Rspo1的突变也与皮肤缺损、掌趾角化过度 、易感皮肤鳞状细胞癌等疾病有关。其基因突变都会通过影响高度保守的 N 端弗林蛋白酶样富含半胱氨酸结构域而导致蛋白质功能丧失，这些结构域在 WNT/β-连环蛋白信号激活中起关键作用。卵巢发育中，Rspo1和Wnt4在整个卵巢发育过程中表达，并通过激活 Wnt/β-catenin信号通路影响细胞增殖和生殖细胞进入减数分裂，Rspo1的异常表达在卵巢中具有致癌潜力。Rspo家族也可用作肿瘤抑制因子，Rspo1和LGR5与TGF-β1受体I和 II共定位并形成复合物，增强TGF-β下游信号传导，从而抑制结肠癌的转移。此外，研究发现RSPO1的高表达与肺癌患者的生存率改善也有关。
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2021年，类器官被列为“十四五”国家重点研发计划重点专项。类器官如此火热，其获得方式成为目前关注的焦点。Rspo1作为Wnt信号通路的激活剂，通过增强Wnt信号在多方面发挥作用，是胃上皮类器官、小肠和结肠类器官、肝脏类器官、前列腺类器官、胰腺类器官、乳腺类器官培养常用的生长因子。
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在再生医学领域中，Rspo1作为β细胞的细胞保护和增殖剂，在几种动物模型中已被用于治疗、化疗 或放射引起的肠粘膜炎和炎症性肠病。其他研究表明其可用于关节炎等关节疾病和癌症；也可能在淋巴细胞白血病中充当肿瘤抑制基因。最新研究也发现 Rspo1还可以促进成骨细胞分化，小鼠模型中减轻关节炎的骨质损害症状，有帮助骨骼修复和重塑的作用。Rspo1也有望应用于多种骨髓瘤的治疗。因此，Rspo1可能是一种治疗多种疾病的治疗潜力靶点。
此外，Rspo1作为类器官培养中最经典的生长因子培养方案中的重要组成，其高活性、批次间稳定和无污染是类器官实验成功的关键，所以高质量的细胞因子对于类器官的培养必不可少！为助力科研和药企人员针对Rspo1在类器官形成，以及在肿瘤中的临床应用研究，YEASEN推出Rspo1高活性蛋白（Cat: 92278ES20 和922774ES60）产品，助力您在Rspo1机制方面的研究或其潜在临床价值的探索。
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Recombinant Human R-spondin-1(RSPO1)
SDS-PAGE检测，纯度>95% 
Induce activation of ß catenin response in a Luciferase
assay using HEK293T humanembryonic kidney cells.
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参考文献
[1] Gabriel L, Bruna A A J, Gustavo G B , et al.Production, purification and characterization of recombinant human R-spondin1 (RSPO1) protein stably expressed in human HEK293 cells[J].BMC Biotechnology,2020.
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[4] Anne S F, Michael S.The Role of Wnt and R-spondin in the Stomach During Health and Disease[J]. biomedicines,2019.
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