923 resultados para Wnt Signaling
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The dorsoventral axis of the eye is determined prior to optic cup invagination. A variety of signaling pathways have been implicated in the maintenance of the optic dorsoventral axis, including, but not limited to, bone morphogenetic protein 4, Sonic Hedgehog and retinoic acid. Here, we investigated the possible contribution of Wnt ligands to the establishment or maintenance of the optic axis by analyzing their expression pattern during early chick optic development. We performed in situ hybridization of Wnt-1, Wnt-3a, Wnt-4, and Wnt-5a during the optic vesicle, early optic cup and established optic cup stages and focused our analysis on the optic region. Our data showed that Wnt-5a, but none of the others, is expressed in the dorsal region of the eye starting from the Hamburger and Hamilton stage 14 (HH14). These results are supported by cryosections of the labeled optic region, which further reveal that Wnt-5a is expressed only in the dorsal retinal pigmented epithelium. Thus, we propose that Wnt-5a is a marker for dorsal retinal pigmented epithelium in chick embryos from HH14 to HH19.
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Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV
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Members of the BMP and Wnt protein families play a relevant role in physiologic and pathologic bone turnover. Extracellular antagonists are crucial for the modulation of their activity. Lack of expression of the BMP antagonist noggin by osteoinductive, carcinoma-derived cell lines is a determinant of the osteoblast response induced by their bone metastases. In contrast, osteolytic, carcinoma-derived cell lines express noggin constitutively. We hypothesized that cancer cell-derived noggin may contribute to the pathogenesis of osteolytic bone metastasis of solid cancers by repressing bone formation. Intra-osseous xenografts of PC-3 prostate cancer cells induced osteolytic lesions characterized not only by enhanced osteoclast-mediated bone resorption, but also by decreased osteoblast-mediated bone formation. Therefore, in this model, uncoupling of the bone remodeling process contributes to osteolysis. Bone formation was preserved in the osteolytic lesions induced by noggin-silenced PC-3 cells, suggesting that cancer cell-derived noggin interferes with physiologic bone coupling. Furthermore, intra-osseous tumor growth of noggin-silenced PC-3 cells was limited, most probably as a result of the persisting osteoblast activity. This investigation provides new evidence for a model of osteolytic bone metastasis where constitutive secretion of noggin by cancer cells mediates inhibition of bone formation, thereby preventing repair of osteolytic lesions generated by an excess of osteoclast-mediated bone resorption. Therefore, noggin suppression may be a novel strategy for the treatment of osteolytic bone metastases.
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Mutations in the plakoglobin (JUP) gene have been identified in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (ARVC) patients. However, the mechanisms underlying plakoglobin dysfunction involved in the pathogenesis of ARVC remain poorly understood. Plakoglobin is a component of both desmosomes and adherens junctions located at the intercalated disc (ICD) of cardiomyocytes, where it functions to link cadherins to the cytoskeleton. In addition, plakoglobin functions as a signaling protein via its ability to modulate the Wnt/beta-catenin signaling pathway. To investigate the role of plakoglobin in ARVC, we generated an inducible cardiorestricted knockout (CKO) of the plakoglobin gene in mice. Plakoglobin CKO mice exhibited progressive loss of cardiac myocytes, extensive inflammatory infiltration, fibrous tissue replacement, and cardiac dysfunction similar to those of ARVC patients. Desmosomal proteins from the ICD were decreased, consistent with altered desmosome ultrastructure in plakoglobin CKO hearts. Despite gap junction remodeling, plakoglobin CKO hearts were refractory to induced arrhythmias. Ablation of plakoglobin caused increase beta-catenin stabilization associated with activated AKT and inhibition of glycogen synthase kinase 3beta. Finally, beta-catenin/TCF transcriptional activity may contribute to the cardiac hypertrophy response in plakoglobin CKO mice. This novel model of ARVC demonstrates for the first time how plakoglobin affects beta-catenin activity in the heart and its implications for disease pathogenesis.
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Fgfrl1 (fibroblast growth factor receptor-like 1) is a transmembrane receptor that is essential for the development of the metanephric kidney. It is expressed in all nascent nephrogenic structures and in the ureteric bud. Fgfrl1 null mice fail to develop the metanephric kidneys. Mutant kidney rudiments show a dramatic reduction of ureteric branching and a lack of mesenchymal-to-epithelial transition. Here, we compared the expression profiles of wildtype and Fgfrl1 mutant kidneys to identify genes that act downstream of Fgfrl1 signaling during the early steps of nephron formation. We detected 56 differentially expressed transcripts with 2-fold or greater reduction, among them many genes involved in Fgf, Wnt, Bmp, Notch, and Six/Eya/Dach signaling. We validated the microarray data by qPCR and whole-mount in situ hybridization and showed the expression pattern of candidate genes in normal kidneys. Some of these genes might play an important role during early nephron formation. Our study should help to define the minimal set of genes that is required to form a functional nephron.
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ABSTRACT: BACKGROUND: Conserved Wnt ligands are critical for signalling during development; however, various factors modulate their activity. Among these factors are the Secreted Frizzled-Related Proteins (SFRP). We previously isolated the SFRP-4 gene from an involuting rat mammary gland and later showed that transgenic mice inappropriately expressing SFRP-4 during lactation exhibited a high level of apoptosis with reduced survival of progeny. RESULTS: In order to address the questions related to the mechanism of Wnt signalling and its inhibition by SFRP-4 which we report here, we employed partially-purified Wnt-3a in a co-culture model system. Ectopic expression of SFRP-4 was accomplished by infection with a pBabepuro construct. The co-cultures comprised Line 31E mouse mammary secretory epithelial cells and Line 30F, undifferentiated, fibroblast-like mouse mammary cells. In vitro differentiation of such co-cultures can be demonstrated by induction of the beta-casein gene in response to lactogenic hormones.We show here that treatment of cells with partially-purified Wnt-3a initiates Dvl-3, Akt/PKB and GSK-3beta hyperphosphorylation and beta-catenin activation. Furthermore, while up-regulating the cyclin D1 and connexin-43 genes and elevating transepithelial resistance of Line 31E cell monolayers, Wnt-3a treatment abrogates differentiation of co-cultures in response to the lactogenic hormones prolactin, insulin and glucocorticoid. Cells which express SFRP-4, however, are largely unaffected by Wnt-3a stimulation. Since a physical association between Wnt-3a and SFRP-4 could be demonstrated with immunoprecipitation/Western blotting experiments, this interaction, presumably owing to the Frizzled homology region typical of all SFRPs, explains the refractory response to Wnt-3a which was observed. CONCLUSION: This study demonstrates that Wnt-3a treatment activates the Wnt signalling pathway and interferes with in vitro differentiation of mammary co-cultures to beta-casein production in response to lactogenic hormones. Similarly, in another measure of differentiation, following Wnt-3a treatment mammary epithelial cells could be shown to up-regulate the cyclin D1 and connexin-43 genes while phenotypically they show increased transepithelial resistance across the cell monolayer. All these behavioural changes can be blocked in mammary epithelial cells expressing SFRP-4. Thus, our data illustrate in an in vitro model a mechanism by which SFRP-4 can modulate a differentiation response to Wnt-3a.
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Drugs that inhibit insulin-like growth factor 1 (IGFI) receptor IGFIR were encouraging in early trials, but predictive biomarkers were lacking and the drugs provided insufficient benefit in unselected patients. In this study, we used genetic screening and downstream validation to identify the WNT pathway element DVL3 as a mediator of resistance to IGFIR inhibition. Sensitivity to IGFIR inhibition was enhanced specifically in vitro and in vivo by genetic or pharmacologic blockade of DVL3. In breast and prostate cancer cells, sensitization tracked with enhanced MEK-ERK activation and relied upon MEK activity and DVL3 expression. Mechanistic investigations showed that DVL3 is present in an adaptor complex that links IGFIR to RAS, which includes Shc, growth factor receptor-bound-2 (Grb2), son-of-sevenless (SOS), and the tumor suppressor DAB2. Dual DVL and DAB2 blockade synergized in activating ERKs and sensitizing cells to IGFIR inhibition, suggesting a nonredundant role for DVL3 in the Shc-Grb2-SOS complex. Clinically, tumors that responded to IGFIR inhibition contained relatively lower levels of DVL3 protein than resistant tumors, and DVL3 levels in tumors correlated inversely with progression-free survival in patients treated with IGFIR antibodies. Because IGFIR does not contain activating mutations analogous to EGFR variants associated with response to EGFR inhibitors, we suggest that IGF signaling achieves an equivalent integration at the postreceptor level through adaptor protein complexes, influencing cellular dependence on the IGF axis and identifying a patient population with potential to benefit from IGFIR inhibition.
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Objectives Pharyngeal arches develop in the head and neck regions, and give rise to teeth, oral jaws, the hyoid bone, operculum, gills, and pharyngeal jaws in teleosts. In this study, the expression patterns of genes in the sonic hedgehog (shh), wnt, ectodysplasin A (eda), and bone morphogenetic protein (bmp) pathways were investigated in the pharyngeal arches of Haplochromis piceatus, one of the Lake Victoria cichlids. Furthermore, the role of the shh pathway in pharyngeal arch development in H. piceatus larvae was investigated. Methods The expression patterns of lymphocyte enhancer binding factor 1 (lef1), ectodysplasin A receptor (edar), shh, patched 1 (ptch1), bmp4, sp5 transcription factor (sp5), sclerostin domain containing 1a (sostdc1a), and dickkopf 1 (dkk1) were investigated in H. piceatus larvae by in situ hybridization. The role of the shh pathway was investigated through morphological phenotypic characterization after its inhibition. Results We found that lef1, edar, shh, ptch1, bmp4, dkk1, sostdc1a, and sp5 were expressed not only in the teeth, but also in the operculum and gill filaments of H piceatus larvae. After blocking the shh pathway using cyclopamine, we observed ectopic shh expression and the disappearance of ptch1 expression. After six weeks of cyclopamine treatment, an absence of teeth in the oral upper jaws and a poor outgrowth of premaxilla, operculum, and gill filaments in juvenile H. piceatus were observed. Conclusions These results suggest that the shh pathway is important for the development of pharyngeal arch derivatives such as teeth, premaxilla, operculum, and gill filaments in H. piceatus.
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Medulloblastoma is the most common malignant childhood brain tumor and is associated with a poor outcome. There is an urgent need to develop novel targeted therapeutic approaches for medulloblastoma, which will arise from an enhanced understanding of the disease at the molecular level. Medulloblastoma has been recognized to be a heterogeneous disease, and no recurrent cancer gene mutations have been found, although many of the mutations described so far affect key intracellular signaling pathways, such as sonic hedgehog (SHH) and Wnt/β-catenin. The PI3K/AKT/mTOR (PAM) signaling pathway controls key cellular responses, such as cell growth and proliferation, survival, migration and metabolism. Over the last decades, it has been recognized that this intracellular signaling pathway is frequently activated by genetic and epigenetic alterations in malignant brain tumors, including medulloblastoma. Clinical trials have started to evaluate the safety and efficacy of agents targeting this pathway in malignant brain tumors. Due to the complexity of the PAM signaling pathway, there remain significant difficulties in the development of novel therapeutic approaches. The future challenges in developing effective treatments for cancer patients include the development of predictive biomarkers and combinatorial approaches to effectively target multiple signal transduction pathways. In this review article, we will summarize the current knowledge about the role of PAM signaling in medulloblastoma and discuss the strategies that are currently being evaluated with targeted agents against this pathway.
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Drosophila Armadillo and its mammalian homologue β-catenin are scaffolding proteins involved in the assembly of multiprotein complexes with diverse biological roles. They mediate adherens junction assembly, thus determining tissue architecture, and also transduce Wnt/Wingless intercellular signals, which regulate embryonic cell fates and, if inappropriately activated, contribute to tumorigenesis. To learn more about Armadillo/β-catenin's scaffolding function, we examined in detail its interaction with one of its protein targets, cadherin. We utilized two assay systems: the yeast two-hybrid system to study cadherin binding in the absence of Armadillo/β-catenin's other protein partners, and mammalian cells where interactions were assessed in their presence. We found that segments of the cadherin cytoplasmic tail as small as 23 amino acids bind Armadillo or β-catenin in yeast, whereas a slightly longer region is required for binding in mammalian cells. We used mutagenesis to identify critical amino acids required for cadherin interaction with Armadillo/β-catenin. Expression of such short cadherin sequences in mammalian cells did not affect adherens junctions but effectively inhibited β-catenin–mediated signaling. This suggests that the interaction between β-catenin and T cell factor family transcription factors is a sensitive target for disruption, making the use of analogues of these cadherin derivatives a potentially useful means to suppress tumor progression.
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Members of the LEF-1/TCF family of transcription factors have been implicated in mediating a nuclear response to Wnt signals by association with β-catenin. Consistent with this view, mice carrying mutations in either the Wnt3a gene or in both transcription factor genes Lef1 and Tcf1 were previously found to show a similar defect in the formation of paraxial mesoderm in the gastrulating mouse embryo. In addition, mutations in the Brachyury gene, a direct transcriptional target of LEF-1, were shown to result in mesodermal defects. However, direct evidence for the role of LEF-1 and Brachyury in Wnt3a signaling has been limiting. In this study, we genetically examine the function of LEF-1 in the regulation of Brachyury expression and in signaling by Wnt3a. Analysis of the expression of Brachyury in Lef1−/−Tcf1−/− mice and studies of Brachyury:lacZ transgenes containing wild type or mutated LEF-1 binding sites indicate that Lef1 is dispensable for the initiation, but is required for the maintenance of Brachyury expression. We also show that the expression of an activated form of LEF-1, containing the β-catenin activation domain fused to the amino terminus of LEF-1, can rescue a Wnt3a mutation. Together, these data provide genetic evidence that Lef1 mediates the Wnt3a signal and regulates the stable maintenance of Brachyury expression during gastrulation.
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While studies on metazoan cell proliferation, cell differentiation, and cytokine signaling laid the foundation of the current paradigms of tyrosine kinase signaling, similar studies using lower eukaryotes have provided invaluable insight for the understanding of mammalian pathways, such as Wnt and STAT pathways. Dictyostelium is one of the leading lower eukaryotic model systems where stress-induced cellular responses, Wnt-like pathways, and STAT-mediated pathways are well investigated. TheseDictyostelium pathways will be reviewed together with their mammalian counterparts to facilitate the comparative understanding of these variant and noncanonical pathways.
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Les cellules endothéliales forment une couche semi-perméable entre le sang et les organes. La prolifération, la migration et la polarisation des cellules endothéliales sont essentielles à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux préexistants, soit l’angiogenèse. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) peut activer la synthase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS) et induire la production de monoxyde d’azote (NO) nécessaire pour la régulation de la perméabilité vasculaire et l’angiogenèse. β- caténine est une composante essentielle du complexe des jonctions d’ancrage ainsi qu’un régulateur majeur de la voie de signalisation de Wnt/β-caténine dans laquelle elle se joint au facteur de transcription TCF/LEF et module l’expression de nombreux gènes, dont certains sont impliqués dans l’angiogenèse. La S-nitrosylation (SNO) est un mécanisme de régulation posttraductionnel des protéines par l’ajout d’un groupement nitroso au niveau de résidus cystéines. Le NO produit par eNOS peut induire la S-nitrosylation de la β−caténine au niveau des jonctions intercellulaires et moduler la perméabilité de l’endothélium. Il a d’ailleurs été montré que le NO peut contrôler l’expression génique par la transcription. Le but de cette thèse est d’établir le rôle du NO au sein de la transcription des cellules endothéliales, spécifiquement au niveau de l’activité de β-caténine. Le premier objectif était de déterminer si la SNO de la β-caténine affecte son activité transcriptionnelle. Nous avons montré que le NO inhibe l’activité transcriptionnelle de β- caténine ainsi que la prolifération des cellules endothéliales induites par l’activation de la voie Wnt/β-caténine. Il est intéressant de constater que le VEGF, qui induit la production de NO via eNOS, réprime l’expression de AXIN2 qui est un gène cible de Wnt s’exprimant suite à la i i stimulation par Wnt3a et ce, dépendamment de eNOS. Nous avons identifié que la cystéine 466 de la β-caténine est un résidu essentiel à la modulation répressive de son activité transcriptionnelle par le NO. Lorsqu’il est nitrosylé, ce résidu est responsable de la perturbation du complexe de transcription formé de β-caténine et TCF-4 ce qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales induite par la stimulation par Wnt3a. Puisque le NO affecte la transcription, nous avons réalisé l’analyse du transcriptome afin d’obtenir une vue d’ensemble du rôle du NO dans l’activité transcriptionnelle des cellules endothéliales. L’analyse différentielle de l’expression des gènes de cellules endothéliales montre que la répression de eNOS par siRNA augmente l’expression de gènes impliqués au niveau de la polarisation tels que : PARD3A, PARD3B, PKCZ, CRB1 et TJ3. Cette analyse suggère que le NO peut réguler la polarisation des cellules et a permis d’identifier des gènes responsables de l’intégrité des cellules endothéliales et de la réponse immunitaire. De plus, l’analyse de voies de signalisation par KEGG montre que certains gènes modulés par l’ablation de eNOS sont enrichis dans de nombreuses voies de signalisation, notamment Ras et Notch qui sont importantes lors de la migration cellulaire et la différenciation des cellules de têtes et de tronc (tip/stalk). Le regroupement des gènes exprimés chez les cellules traitées au VEGF (déplétées de eNOS ou non) révèle que le NO peut affecter l’expression de gènes contribuant au processus angiogénique, dont l’attraction chimiotactique. Notre étude montre que le NO module la transcription des cellules endothéliales et régule l’expression des gènes impliqués dans l’angiogenèse et la fonction endothéliale.
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Les cellules endothéliales forment une couche semi-perméable entre le sang et les organes. La prolifération, la migration et la polarisation des cellules endothéliales sont essentielles à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux préexistants, soit l’angiogenèse. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) peut activer la synthase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS) et induire la production de monoxyde d’azote (NO) nécessaire pour la régulation de la perméabilité vasculaire et l’angiogenèse. β- caténine est une composante essentielle du complexe des jonctions d’ancrage ainsi qu’un régulateur majeur de la voie de signalisation de Wnt/β-caténine dans laquelle elle se joint au facteur de transcription TCF/LEF et module l’expression de nombreux gènes, dont certains sont impliqués dans l’angiogenèse. La S-nitrosylation (SNO) est un mécanisme de régulation posttraductionnel des protéines par l’ajout d’un groupement nitroso au niveau de résidus cystéines. Le NO produit par eNOS peut induire la S-nitrosylation de la β−caténine au niveau des jonctions intercellulaires et moduler la perméabilité de l’endothélium. Il a d’ailleurs été montré que le NO peut contrôler l’expression génique par la transcription. Le but de cette thèse est d’établir le rôle du NO au sein de la transcription des cellules endothéliales, spécifiquement au niveau de l’activité de β-caténine. Le premier objectif était de déterminer si la SNO de la β-caténine affecte son activité transcriptionnelle. Nous avons montré que le NO inhibe l’activité transcriptionnelle de β- caténine ainsi que la prolifération des cellules endothéliales induites par l’activation de la voie Wnt/β-caténine. Il est intéressant de constater que le VEGF, qui induit la production de NO via eNOS, réprime l’expression de AXIN2 qui est un gène cible de Wnt s’exprimant suite à la i i stimulation par Wnt3a et ce, dépendamment de eNOS. Nous avons identifié que la cystéine 466 de la β-caténine est un résidu essentiel à la modulation répressive de son activité transcriptionnelle par le NO. Lorsqu’il est nitrosylé, ce résidu est responsable de la perturbation du complexe de transcription formé de β-caténine et TCF-4 ce qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales induite par la stimulation par Wnt3a. Puisque le NO affecte la transcription, nous avons réalisé l’analyse du transcriptome afin d’obtenir une vue d’ensemble du rôle du NO dans l’activité transcriptionnelle des cellules endothéliales. L’analyse différentielle de l’expression des gènes de cellules endothéliales montre que la répression de eNOS par siRNA augmente l’expression de gènes impliqués au niveau de la polarisation tels que : PARD3A, PARD3B, PKCZ, CRB1 et TJ3. Cette analyse suggère que le NO peut réguler la polarisation des cellules et a permis d’identifier des gènes responsables de l’intégrité des cellules endothéliales et de la réponse immunitaire. De plus, l’analyse de voies de signalisation par KEGG montre que certains gènes modulés par l’ablation de eNOS sont enrichis dans de nombreuses voies de signalisation, notamment Ras et Notch qui sont importantes lors de la migration cellulaire et la différenciation des cellules de têtes et de tronc (tip/stalk). Le regroupement des gènes exprimés chez les cellules traitées au VEGF (déplétées de eNOS ou non) révèle que le NO peut affecter l’expression de gènes contribuant au processus angiogénique, dont l’attraction chimiotactique. Notre étude montre que le NO module la transcription des cellules endothéliales et régule l’expression des gènes impliqués dans l’angiogenèse et la fonction endothéliale.
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Les études cliniques et in vitro suggèrent que la sclérose de l’os sous-chondral due aux ostéoblastes (Ob) anormaux est impliquée dans la progression de l’ostéoarthrose (OA). Les Ob OA humains isolés à partir d’os sous-chondral sclérosé montrent un phénotype altéré, un niveau réduit de signalisation Wnt/β-caténine canonique et une minéralisation in vitro réduite. Il existe également deux voies non-canoniques, Wnt/PKC et Wnt/PCP qui ont étés décrites dans la littérature. Cependant, il n’existe aucune étude qui traite de ces deux voies dans les Ob OA. Ces voies sont activées après qu’un ligand Wnt non-canonique tel que Wnt-5a se lie à un récepteur Wnt couplé à des corécepteurs de la voie non-canonique. Ceci enclenche, respectivement pour la voie Wnt/PKC-Ca2+ et Wnt/PCP, la phosphorylation de PKC (p-PKC) et la phosphorylation de JNK (p-JNK) et agit sur les cibles en aval. Nous avons voulu déterminer s’il était possible de constater des altérations dans les voies Wnt non-canoniques dans les Ob OA. Nous avons préparé des cultures primaires d’ostéoblastes sous-chondral humains à partir de plateaux tibiaux de patients OA subissant une arthroplastie totale du genou, ainsi qu’à partir de plateaux tibiaux recueillis à l’autopsie de patients « normaux ». L’expression des gènes impliqués dans les voies Wnt/PKC et Wnt/PCP a été évaluée par RT-qPCR et la production par Western Blot des protéines, ainsi que celle de p-PKC et p-JNK et que l’activité des facteurs NFAT et AP-1 utilisés par ces deux voies. L’activité phosphatase alcaline (ALPase) et la quantité d’ostéocalcine (OC) ont étés évaluées respectivement à l’aide d’hydrolyse de substrat et d’ELISA. Le niveau de minéralisation a été évalué par la coloration au rouge Alizarine. Nos résultats montrent que l’expression et la production de Wnt-5a étaient augmentées dans les Ob OA comparées aux Ob N et LGR5 était significativement plus élevée. De plus, l’expression de LGR5 est directement régulée via la stimulation ou la diminution de Wnt-5a, à la fois au niveau de l’ARNm et des protéines. Par ailleurs, Wnt-5a a stimulé la phosphorylation de JNK et de PKC ainsi que l’activité NFAT et AP-1. Les niveaux de minéralisation ainsi que d’activité ALPase et de sécrétion d’OC ont aussi été affectés par les changements du niveau de Wnt-5a. Ces résultats suggèrent que Wnt-5a, qui est augmentée dans les OA Ob, peut stimuler les voies Wnt non-canoniques et affecter le phénotype et la minéralisation des OA Ob humains.