Wnt는 세포 표면의 수용체에 의해 활성화되어 세포 내에서 일련의 반응을 유발합니다. 너무 많거나 너무 적은 신호는 치명적일 수 있으며, 이는 세포 표면 수용체를 자극하는 표준 기술을 사용하여 이 경로를 연구하는 것을 매우 어렵게 만듭니다.

배아 발달 동안 Wnt는 머리, 척수 및 눈과 같은 많은 기관의 발달을 조절합니다. 또한 성인의 많은 조직에서 줄기 세포를 유지합니다. 불충분한 Wnt 신호가 조직 복구 실패를 유발할 수 있지만 암에서 Wnt 신호가 상승할 수 있습니다.

화학적 자극과 같은 이러한 경로를 조절하는 표준 방법으로는 필요한 균형을 달성하기 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구진은 청색광에 반응하는 수용체 단백질을 설계했다. 이러한 방식으로 빛의 강도와 지속 시간을 조정하여 Wnt 수준을 미세 조정할 수 있습니다.

"치료 전략으로서의 빛은 광역학 요법에서 사용되어 왔으며 생체 적합성과 노출된 부위에 잔류 효과가 없다는 장점이 있습니다. 그러나 대부분의 광역학 요법은 일반적으로 빛을 사용하여 활성 산소종과 같은 고에너지 화학 물질을 생성합니다. 정상 조직과 병든 조직을 구분하면 표적 치료가 불가능해진다"고 Zhang은 말했다. 오프 타겟 독성 문제를 완화합니다."

연구진은 개구리 배아의 척수와 머리 발달을 촉진해 기술을 시연하고 적응성과 민감도를 검증했다. 그들은 그들의 기술이 Wnt 경로를 공유하는 다른 동물뿐만 아니라 표적하기 어려운 것으로 입증된 다른 막 결합 수용체에도 적용될 수 있다는 가설을 세웠습니다.

Yang은 "우리가 배아 발달을 위한 다른 기본 신호 경로를 다루기 위해 빛에 민감한 시스템을 계속 확장함에 따라 발달 생물학 커뮤니티에 많은 발달 과정 뒤에 있는 신호 결과를 결정하는 데 도움이 될 수 있는 유용한 도구 세트를 제공할 것"이라고 말했습니다. .

연구원들은 또한 그들이 Wnt를 연구하는 데 사용하는 빛 기반 기술이 인간 조직의 조직 복구 및 암 연구를 밝힐 수 있기를 희망합니다.

"암은 일반적으로 과도하게 활성화된 신호를 포함하기 때문에 우리는 빛에 민감한 Wnt 활성제가 살아있는 세포에서 암 진행을 연구하는 데 사용될 수 있다고 생각합니다."라고 Zhang은 말했습니다. "라이브 셀 이미징과 결합하면 무엇이 정상 세포를 암세포로 전환시킬 수 있는지 정량적으로 결정할 수 있을 것입니다. 신호 임계값은 향후 정밀 의학에서 표적화된 특정 치료법 개발을 위한 주요 데이터를 제공합니다."