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细胞自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,其功能紊乱与神经退行性疾病、心血管病变及癌症等密切相关。Wnt信号通路则在胚胎个体发育和肿瘤发生发展过程中起着重要作用。本实验室前期研究表明在哺乳动物细胞中自噬能够通过降解Dvl(Dishevelled)来抑制Wnt信号,首次提出了自噬可以调控特定的信号通路,但其作用的具体机制尚未十分明确。本研究中我们深入探讨了自噬导致Dvl降解的分子机制。通过实验我们发现,自噬能够促进Dvl2的泛素化。并找到在这一过程中起作用的pVHL蛋白,它是具有类似Skp1-Cdc53-F-box样结构的E3连接酶复合体成员之一。pVHL能够与Dvl的DEP结构域直接结合,体内及体外泛素化实验均证明pVHL-E3复合体可泛素化Dvl。在293T细胞中沉默pVHL能够回复自噬引起的Dvl蛋白水平的降低,但并不影响Dvl的转录水平。已知泛素结合蛋白p62能够识别泛素化了的蛋白聚集体并促进它们通过自噬途径降解。我们研究证明p62能够识别并结合被pVHL泛素化了的Dvl,沉默pVHL能够使p62与Dvl的结合大大减弱。免疫荧光亦显示自噬促进Dvl、p62以及泛素蛋白形成大的点状结构,表明p62可以结合泛素化的Dvl;另外,在细胞中敲除p62或表达不能结合泛素的点突变能够导致Dvl由原来的点状分布变为弥散分布,亦说明p62能够促进Dvl多聚体的形成。虽然Dvl2能够通过其DEP结构域和LC3直接结合,但是利用免疫共沉淀实验,我们发现降低内源pVHL或p62的表达均能减弱Dvl同LC3的相互作用,进一步证明泛素化在LC3募集Dvl到自噬体的作用。综上所述,我们证明在饥饿导致自噬发生的情况下,Dvl2首先被pVHL-E3复合体泛素化。泛素化了的Dvl2能够被p62识别并结合,同时,p62还能够介导泛素化的Dvl2形成大的聚集体。接下来,Dvl2形成的这些多聚体又通过p62和LC3的直接相互作用,最终选择性进入自噬体中通过溶酶体途径降解。