IWP-2应用于精准调控Wnt信号通路，揭示干细胞与发育新机理
2026-09-20 来源:本站 点击次数:30IWP-2 (T2702)，CAS: 686770-61-6 是一种小分子 Wnt 通路抑制剂（IC50 = 27 nM），通过同时靶向 Porcupine（Porcn）与 casein kinase 1 δ（CK1δ）实现对 Wnt/β‑连环蛋白信号的抑制。IWP-2 抑制位于内质网的 O‑酰基转移酶 Porcn，阻断 Wnt 配体的脂质修饰与成熟分泌，从而降低细胞表面的自分泌和旁分泌 Wnt 供给[1]。同时，IWP-2 作为 ATP 竞争性 CK1δ 抑制剂，对 M82FCK1δ 的 IC50 为 40 nM，直接干预激酶的 ATP 结合位点，在细胞内信号级联中增加一层抑制。
经典的 Wnt/β‑连环蛋白通路依赖脂修饰的 Wnt 配体与 Frizzled 及 LRP5/6 受体复合体结合，激活 Dishevelled，抑制 AXIN–APC–GSK3/CK1 降解复合体，稳定胞质 β‑连环蛋白并驱动 TCF/LEF 转录[2]。IWP-2 通过 Porcn 抑制降低配体分泌，削弱受体/共受体激活及 LRP6 信号小体形成所需的磷酸化事件；并以 CK1δ 抑制进一步削弱维持通路传递的激酶步骤。其整体效果是维持降解复合体活性、减少 β‑连环蛋白积累、下调 Wnt 靶基因表达。
在生物学功能上，IWP-2 可抑制胚胎干细胞自我更新，这与多能状态依赖 Wnt 输入以维持增殖和未分化特征相一致。基于此，IWP-2 广泛用于干细胞与类器官研究，以实现对 Wnt 信号的精确、可逆撤除。在胚胎干细胞体系中，IWP-2 常用于通过降低 Wnt 强度促使分化，或用于时间窗“开/关”实验以描绘谱系承诺的 Wnt 依赖阶段；在类器官中，IWP-2 用于调控微环境信号，开展图式化与自分泌回路评估，并解析上皮—间质对 Wnt 供给的整合。由于 IWP-2 同时作用于配体生物合成（Porcn）与细胞内激酶（CK1δ），适合开展遗传/药理“位点排序”研究，以区分配体依赖与下游旁路激活，如在 IWP-2 作用下对外源 Wnt 加回不再响应提示 Porcn 阻断有效，而下游 β‑连环蛋白稳定化可在药物存在时实现功能性“补偿”。
综上，IWP-2 以纳摩尔级通路抑制力与 ATP 竞争性 CK1δ 靶向，成为解析 Wnt 产生、分泌与传导的高效化学探针，支持对自我更新、分化轨迹与形态发生中形态素剂量效应的精细化研究[1,2]。
■ 2. 文献分享
■ 2.1 Differentiation of human induced pluripotent stem cells into cardiac valve cells using 2D and 3D differentiation protocols.
▲ 心内膜球体生成的3D分化方案。A 分化流程示意图（hiPSC → CP → 心内膜球体），比例尺=200 µM；B 多能性与心脏祖细胞标志物表达热图（d4 vs d0，n=3）；C GO分析（上调基因，生物学过程）；D–G hiPSC球体（d0）免疫荧光染色，比例尺=50 µM；H–K CP球体（d4）免疫荧光染色，比例尺=50 µm；L–O CP球体（d4）中GATA4、ISL1、KDR流式直方图（L–N）及定量（O）（n≥6）。差异基因筛选标准：log2(FC)>1且adj. p<0.05。
IWP-2 (T2702) 在该研究中用于诱导多能干细胞生成心脏前体细胞球。文中明确指出，研究首先使用CHIR99021（12 µM）与IWP-2（5 µM）共同作用，使hiPSCs分化为心脏前体（CP）细胞球。这一描述界定了IWP-2与CHIR99021配合使用时在获得心脏前体阶段中的具体作用，并给出了IWP-2的使用浓度及与CHIR99021的组合条件。在这些设定下，研究实现了将hiPSCs分化为心脏前体细胞球的结果，从而确立了IWP-2在该分化步骤中的应用与效果。[3]
■ 2.2 Novel feeder-cell-free 3C system promotes the transition from primed to formative pluripotency, self-renewal, and germline differentiation in rabbit embryonic stem cells in vitro.
▲ 转录组分析与基因表达。（A）3C vs iFLY火山图（蓝/红：下调/上调），3C中naïve（ZFP42）和formative（OTX2、LIN28B）标志物上调，primed（NODAL、HOXA1、TBXT）下调；（B）KEGG：3C中Ras/MAPK通路上调，富集于细胞黏附与通讯；（C）KEGG：3C中PI3K-Akt/Wnt通路下调；（D）RT-qPCR验证关键标志物表达（β-ACTIN内参，均值±SD，独立样本t检验，P<0.01，P<0.001，P<0.0001）；（E）3C无饲养层培养体系建立流程示意图。
IWP-2 (T2702)在兔胚胎干细胞中提升并稳定多能性。实验显示，IWP-2处理可有效增强rbESC的多能性；在IWP-2条件培养基中补充5 nM TSA后，核心多能基因NANOG与POU5F1显著升高，同时FGF4与DPPA5明显上调。作为Wnt/β-连环蛋白通路抑制剂，诸如IWP-2的抑制方式被认为更适用于维持兔ES细胞的多能性稳定。机制上，IWP-2阻断Wnt配体分泌并抑制经典Wnt活性，降低核内β-连环蛋白，减弱其对KLF4与ESRRB的转录诱导。在与DZNep及TSA共同应用的3C体系中，rbES细胞集落生长显著改善，呈现典型“巢状”结构，集落间分化细胞比例降低；可清晰观察到碱性磷酸酶阳性以及POU5F1、SOX2阳性集落，且集落比例为各组最高。依托含IWP-2的3C体系，rbES细胞由“增殖态”向“形成态”过渡，表达部分天真与形成态基因，保持强劲多能性与长期自我更新，并保留向原始生殖细胞样细胞分化的潜能。[4]
■ 2.3 Construction of an actin cytoskeleton-related gene signature for predicting prognosis and therapeutic response in glioblastoma: based on machine learning.
▲ TCGA数据集中基于riskScore的风险分层生存特征及预后模型性能验证。
IWP-2 (T2702) 在作者的分析中被指出具有进一步研究的潜力。基于研究的数据评估，作者明确表示 IWP-2 可作为未来研究的候选药物。同时，研究的药物敏感性分析显示，IWP-2 可能具有潜在的治疗价值。综合这些结果，IWP-2 被纳入作者优先关注的化合物之列，源于研究中报告的计算性药物敏感性信号，支持其在后续探索性与验证性研究中的进一步考察。上述结论均建立在该研究对药物敏感性所做的系统分析之上，体现了作者将 IWP-2 作为值得继续推进的候选方向。[5]
■ 2.4 Modulation of WNT and FGF18 enhances yield and subtype identity of hPSC-derived midbrain dopamine neurons.
▲ 基于snRNA-seq的体内细胞类型组成分析。（A）移植1个月移植物免疫荧光染色（FOXA2/SC121/EN1/ALDH1A1）；（B）snRNA-seq流程示意图（1个月和9个月）；（C）1个月UMAP（按细胞类型）；（D）1个月标志基因Dotplot；（E）1个月UMAP（按方案）；（F、G）1个月各细胞类型（F）及神经元亚型（G）百分比；（H）9个月UMAP（按细胞类型）；（I）9个月标志基因Dotplot；（J）9个月UMAP（按方案）；（K、L）9个月各细胞类型（K）及神经元亚型（L）百分比；（M）成年mDA神经元UMAP（SOX6⁺/CALB1⁺分别标记A9/A10）；（N、O）A9（N）和A10（O）特征评分箱线图；Mann-Whitney秩和检验+BH校正，P<0.001。
IWP-2 (T2702) 被描述为一种抑制 Porcupine 的化合物，用于在时间上精确地阻断经典与非经典的WNT信号。在与FGF18共同用于神经发生转化阶段时，IWP-2 使得细胞在第16天达到高比例的FOXA2+LMX1A+OTX2+EN1+四阳性状态。在相同与FGF18的联合条件下，IWP-2 还诱导ALDH1A1表达升高。上述结果表明，在与FGF18联合的神经发生转化背景下，IWP-2 有助于产生兼具中脑底板与EN1阳性特征的前体细胞，并提高与A9相关的标志物ALDH1A1的表达。[6]
■ 3. 结语
IWP-2 通过双靶点机制发挥作用：一方面抑制Porcupine（Porcn），阻断Wnt配体的脂质修饰与分泌；另一方面作为ATP竞争性CK1δ抑制剂，抑制Wnt/β-连环蛋白通路中的关键激酶活性。文献表明，IWP-2能有效调控干细胞多能性、自我更新与分化轨迹，促进组织形态形成。研究中IWP-2被用于心脏前体细胞分化、兔胚胎干细胞多能性稳定、胶质母细胞瘤潜在治疗以及中脑多巴胺能神经元的诱导。未来可进一步应用于复杂类器官模型、谱系承诺的Wnt依赖窗口解析，以及作为肿瘤治疗候选药物，利用其独特的双靶点机制区分配体依赖性与下游旁路激活状态。
■ 4. Q&A
Q1: IWP-2作用于Wnt/β-连环蛋白信号通路的哪两个靶点？
A1: IWP-2作用于Porcupine（Porcn），阻断Wnt配体脂质修饰与分泌；同时抑制casein kinase 1 delta（CK1δ），干预细胞内信号传导的激酶活性。
Q2: 文献中IWP-2在干细胞研究中的主要应用有哪些？
A2: IWP-2用于抑制胚胎干细胞自我更新，促进分化，稳定兔胚胎干细胞多能性，及从人诱导多能干细胞生成心脏前体细胞球。
Q3: 近期研究中IWP-2显示出何种潜在治疗价值？
A3: 基于计算药物敏感性分析，IWP-2被认为在胶质母细胞瘤领域具有潜在治疗价值，是未来研究的重要候选药物。
■ 5. 参考文献
[1] Chen B, Dodge ME, Tang W, Lu J, Ma Z, Fan CW, et al. Small molecule-mediated disruption of Wnt-dependent signaling by targeting Porcupine. Nat Chem Biol. 2009;5(2):100-7.
[2] Clevers H. Wnt/β-catenin signaling in development and disease. Cell. 2006;127(3):469-80.
[3] Farzaneh Z, Brückner A, Fleischmann B, Rieck S. Differentiation of human induced pluripotent stem cells into cardiac valve cells using 2D and 3D differentiation protocols.. Stem cell research & therapy. 2026;17(1):.
[4] Chen X, Liu Z, Li Q, Ullah R, Gao Y, Wang X, et al.. Novel feeder-cell-free 3C system promotes the transition from primed to formative pluripotency, self-renewal, and germline differentiation in rabbit embryonic stem cells in vitro.. Frontiers in cell and developmental biology. 2026;14():1841436.
[5] Li M, Li J, Li Z, Liu G, Zhou Y, Meng M, et al.. Construction of an actin cytoskeleton-related gene signature for predicting prognosis and therapeutic response in glioblastoma: based on machine learning.. Translational cancer research. 2026;15(4):251.
[6] Kim T, Piao J, Bocchi V, Koo S, Choi S, Chaudhry F, et al.. Modulation of WNT and FGF18 enhances yield and subtype identity of hPSC-derived midbrain dopamine neurons.. The Journal of clinical investigation. 2026;136(10):.