Сигнальный путь Hedgehog — это сигнальный путь , который передает информацию эмбриональным клеткам, необходимую для правильной дифференцировки клеток . Различные части эмбриона имеют разные концентрации сигнальных белков ежа. Этот путь также играет роль у взрослых. Заболевания, связанные с нарушением работы этого пути, включают рак . [1] [2]
Сигнальный путь Hedgehog является одним из ключевых регуляторов развития животных и присутствует у всех билатерий . [3] Путь получил свое название от полипептидного лиганда , внутриклеточной сигнальной молекулы под названием Hedgehog ( Hh ), обнаруженной у плодовых мух рода Drosophila ; Говорят, что личинки плодовых мух, лишенные гена Hh , напоминают ежей . Hh — один из генных продуктов полярности сегментов дрозофилы , участвующий в создании основы строения тела мух . Молекула остается важной на более поздних стадиях эмбриогенеза и метаморфоза .
У млекопитающих есть три гомолога Hedgehog: Desert (DHH) , Indian (IHH) и Sonic (SHH) , из которых Sonic изучен лучше всего. Этот путь одинаково важен во время эмбрионального развития позвоночных и поэтому представляет интерес для эволюционной биологии развития . У нокаутных мышей, у которых отсутствуют компоненты этого пути, мозг , скелет , мускулатура , желудочно-кишечный тракт и легкие развиваются неправильно. Недавние исследования указывают на роль передачи сигналов Hedgehog в регуляции взрослых стволовых клеток , участвующих в поддержании и регенерации взрослых тканей . Этот путь также вовлечен в развитие некоторых видов рака . [1] Ряд фармацевтических компаний активно разрабатывают препараты, специально нацеленные на передачу сигналов Hedgehog для борьбы с этим заболеванием .
В 1970-х годах фундаментальной проблемой биологии развития было понимание того, как относительно простая яйцеклетка может дать начало сложному сегментированному строению тела. В конце 1970-х годов Кристиана Нюсляйн-Фольхард и Эрик Вишаус выделили мутации в генах, которые контролируют развитие сегментированной передне-задней оси тела мухи; [4] их метод «насыщающего мутагенеза» привел к открытию группы генов, участвующих в развитии сегментации тела , что помогло основать область эволюционной биологии развития . [5] В 1995 году они разделили Нобелевскую премию с Эдвардом Б. Льюисом за работу по изучению генетических мутаций в эмбриогенезе дрозофилы . [6]
Ген ежа дрозофилы ( hh ) был идентифицирован как один из нескольких генов, важных для создания различий между передней и задней частью отдельных сегментов тела. Ген hh мух был независимо клонирован в 1992 году в лабораториях Джима Молера, Филипа Бичи , Томаса Б. Корнберга и Сайго Каору. Некоторые мутанты ежей приводят к образованию эмбрионов аномальной формы, которые необычно короткие и короткие по сравнению с эмбрионами дикого типа . Функция гена полярности сегмента ежа была изучена на предмет влияния на нормально поляризованное распределение кутикулярных зубцов личинок, а также на особенности придатков взрослых особей, таких как ноги и усики. [7] Вместо обычного рисунка зубчиков у личинок-мутантов ежей обычно наблюдаются «сплошные лужайки» из зубчиков (Рисунок 1). Внешний вид коротких и «волосатых» личинок послужил основанием для названия « еж ».
Клетки насекомых экспрессируют полноразмерный транскрипционный фактор «цинковые пальцы» Cubitus прерывание (Ci), который образует комплекс с кинезин -подобным белком Costal-2 (Cos2) и локализуется в цитоплазме, связанной с клеточными микротрубочками (рис. 2). Комплекс SCF нацелен на полноразмерный белок Ci массой 155 кДа для протеосомно -зависимого расщепления, в результате которого образуется фрагмент массой 75 кДа (CiR). CiR накапливается в клетке и диффундирует в ядро , где действует как ко- репрессор для генов-мишеней Hedgehog ( Hh ). [8] Шаги, ведущие к протеолизу белка Ci, включают фосфорилирование белка Ci несколькими протеинкиназами ; PKA , GSK3β и CK1 (рис. 2). [9] Белок Slimb дрозофилы является частью комплекса SCF , который нацелен на белки для убиквитилирования . Slimb связывается с фосфорилированным белком Ci.
В отсутствие Hh (рис. 3) трансмембранный белок клеточной поверхности, называемый Patched (PTCH), предотвращает высокую экспрессию и активность 7-мембранного рецептора [10], называемого Smoothened (SMO). Patched имеет сходство последовательности с известными мембранными транспортными белками. Когда присутствует внеклеточный Hh (рис. 3), он связывается с Patched и ингибирует его, позволяя Smoothened накапливаться и ингибировать протеолитическое расщепление белка Ci. Этот процесс, скорее всего, включает прямое взаимодействие Smoothened и Costal-2 и может включать секвестрацию комплекса, содержащего белок Ci, в микродомен, где нарушаются этапы, ведущие к протеолизу белка Ci. [8] Механизм, с помощью которого связывание Hh с Patched приводит к повышению уровня Smoothened, неясен (шаг 1 на рисунке 3). После привязки Hh к Patched уровни Smoothened значительно увеличиваются по сравнению с уровнем, поддерживаемым в ячейках, когда Patched не привязан к Hh. [11] Было высказано предположение, что фосфорилирование Smoothened играет роль в Hh-зависимой регуляции уровней Smoothened. [12]
В клетках с Hh-активированным Patched (рис. 3) интактный белок Ci накапливается в цитоплазме клетки, а уровни CiR снижаются, обеспечивая транскрипцию некоторых генов, таких как декапентаплегический (dpp, член семейства факторов роста BMP ). Для других генов, регулируемых Hh, экспрессия требует не только потери CiR, но и положительного действия нерасщепленного Ci, чтобы действовать как активатор транскрипции . [9] Costal-2 обычно важен для удержания белка Ci в цитоплазме, но взаимодействие Smoothened с Costal-2 позволяет некоторому количеству интактного белка Ci попасть в ядро. Белок Fused дрозофилы ( Fu на рисунке 3) представляет собой протеинкиназу, которая связывается с Costal-2. Fused может ингибировать супрессор Fused (SUFU), который, в свою очередь, взаимодействует с Ci, регулируя транскрипцию генов в некоторых типах клеток. [13]
Еж играет роль в развитии сегментов тела личинок и формировании придатков взрослых особей. Во время формирования сегментов тела у развивающегося эмбриона дрозофилы полосы клеток, которые синтезируют внедренный транскрипционный фактор , также могут экспрессировать межклеточный сигнальный белок Hedgehog (зеленый на рисунке 4). Hedgehog не может уходить очень далеко от клеток, из которых он состоит, поэтому он активирует только тонкую полоску клеток, прилегающих к клеткам, экспрессирующим закреплённые клетки. Действуя таким локальным образом, еж действует как паракринный фактор. Только клетки по одну сторону от клеток, экспрессирующих engrailed, способны реагировать на Hedgehog после взаимодействия Hh с рецепторным белком Patched (синий на рисунке 4).
Клетки с Hh-активированным рецептором Patched синтезируют белок Wingless (красный на рисунке 4). Если эмбрион дрозофилы изменен так, что он продуцирует Hh во всех клетках, все компетентные клетки реагируют и образуют более широкую полосу бескрылых, экспрессирующих клетки в каждом сегменте. Ген wingless имеет расположенную выше область регуляции транскрипции, которая связывает транскрипционный фактор Ci Hh-зависимым образом, что приводит к увеличению транскрипции wingless (взаимодействие 2 на рисунке 3) в полосе клеток, прилегающей к полосе Hh-продуцирующих клеток. [14]
Бескрылый белок действует как внеклеточный сигнал и формирует структуру соседних рядов клеток, активируя его рецептор на клеточной поверхности Frizzled . Wingless действует на клетки, экспрессирующие закреплённую экспрессию, стабилизируя полосы закреплённой экспрессии. Wingless является членом семейства белков , передающих сигнал от клетки к клетке, Wnt. Взаимная передача сигналов Hedgehog и Wingless стабилизирует границу между парасегментами (Figure 4, вверху). Эффекты Wingless и Hedgehog на другие полосы клеток в каждом сегменте устанавливают позиционный код, который объясняет различные анатомические особенности вдоль передне-задней оси сегментов. [15]
Белок Wingless называют «бескрылым» из-за фенотипа некоторых мутантов бескрылых мух. Бескрылый и Еж функционируют вместе во время метаморфоза , чтобы координировать формирование крыльев. Hedgehog экспрессируется в задней части развивающихся конечностей дрозофилы . Еж также участвует в координации развития глаз, мозга, половых желез, кишечника и трахеи. Подавление активности ежа было связано с замедлением развития глаз у амфипод Gammarus minus . [16]
Hedgehog также участвует в сегментации кольчатых червей; поскольку параллельная эволюция кажется маловероятной, это предполагает общее происхождение сегментации между двумя типами. [17] Хотя Hh не вызывает образование сегментов, он, по-видимому, стабилизирует сегментированные поля после их появления. [17]
Sonic hedgehog (SHH) — наиболее изученный лиганд пути позвоночных. Большая часть того, что известно о передаче сигналов hedgehog, была установлена в результате изучения SHH. Он транслируется как предшественник ~45 кДа и подвергается автокаталитическому процессингу (процесс «1» на рисунке 5) с образованием N-концевого сигнального домена ~20 кДа (называемого SHH-N) и C-концевого домена ~25 кДа, о котором неизвестно. сигнальная роль. В ходе расщепления к карбоксильному концу N-концевого домена присоединяется молекула холестерина , [18] которая участвует в транспортировке, секреции и рецепторном взаимодействии лиганда. SHH может передавать сигналы аутокринным способом , влияя на клетки, в которых он вырабатывается. Секреция и последующая паракринная передача сигналов hedgehog требуют участия белка Dispatched (DISP) (процесс «2» на рисунке 5).
Когда SHH достигает клетки-мишени, он связывается с рецептором Patched-1 (PTCH1) (процесс «3» на рисунке 5, синяя молекула). В отсутствие лиганда PTCH1 ингибирует Smoothened (SMO), нижестоящий белок этого пути (Процесс «4»). Было высказано предположение, что SMO регулируется небольшой молекулой, клеточная локализация которой контролируется PTCH. [19] PTCH1 имеет гомологию с болезнью Нимана-Пика типа C1 ( NPC1 ), которая, как известно, транспортирует липофильные молекулы через мембрану. [20] PTCH1 имеет стерол -чувствительный домен (SSD), который, как было показано, необходим для подавления активности SMO. [21] Современная теория предполагает, что PTCH регулирует SMO, удаляя оксистерины из SMO. PTCH действует как стероловый насос и удаляет оксистерины, вырабатываемые 7-дегидрохолестеринредуктазой . [22] При связывании белка Hh или мутации SSD PTCH насос отключается, позволяя оксистеринам накапливаться вокруг SMO.
Такое накопление стеринов позволяет СМО становиться активными или оставаться на мембране в течение более длительного периода времени. Эта гипотеза подтверждается существованием ряда низкомолекулярных агонистов и антагонистов пути, действующего на SMO. Связывание SHH снимает ингибирование SMO, что приводит к активации факторов транскрипции GLI (Процесс «5»): активаторов Gli1 и Gli2 и репрессора Gli3 . Последовательность молекулярных событий, связывающих SMO с GLI, плохо изучена. Активированный GLI накапливается в ядре (Процесс «6») и контролирует транскрипцию генов-мишеней ежа (Процесс «7»). Недавно сообщалось, что PTCH1 подавляет транскрипцию генов-мишеней hedgehog посредством механизма, независимого от Smoothened . [23]
Помимо PTCH1, у млекопитающих имеется еще один рецептор ежа, PTCH2, идентичность последовательности которого с PTCH1 составляет 54%. [24] Все три ежей-млекопитающих связывают оба рецептора с одинаковым сродством , поэтому PTCH1 и PTCH2 не могут различать лиганды. Однако они различаются по моделям выражения. PTCH2 экспрессируется на гораздо более высоких уровнях в семенниках и опосредует там передачу сигналов пустынного ежа. [24] Похоже, что он выполняет отличную от PTCH1 роль передачи сигналов в нисходящем направлении. В отсутствие связывания лиганда PTCH2 имеет пониженную способность ингибировать активность SMO. [25] Более того, сверхэкспрессия PTCH2 не заменяет мутировавший PTCH1 при базальноклеточной карциноме . [26]
У беспозвоночных, как и у дрозофилы , связывание Hedgehog с PTCH приводит к интернализации и секвестрации лиганда. [27] Следовательно, in vivo прохождение ежа через рецептивное поле, экспрессирующее рецептор, приводит к ослаблению сигнала, эффекту, называемому лиганд-зависимым антагонизмом (LDA). В отличие от дрозофилы , позвоночные обладают другим уровнем регуляции hedgehog посредством LDA, опосредованного Hh-взаимодействующим белком 1 (HHIP1). HHIP1 также секвестрирует лиганды hedgehog, но в отличие от PTCH не влияет на активность SMO. [28]
Члены семейства ежей играют ключевую роль в самых разных процессах развития. [15] Одним из наиболее изученных примеров является действие ежа Соника во время развития конечностей позвоночных. В основу концепции морфогена легли классические эксперименты [29] Сондерса и Гасселинга 1968 г. [30] по развитию зачатка конечностей кур . Они показали, что идентичность пальцев на конечности цыпленка определялась диффузионным фактором, создаваемым зоной поляризационной активности (ZPA), небольшим участком ткани на заднем крае конечности. Развитие млекопитающих, по-видимому, шло по той же схеме. Позже было показано, что этим диффузионным фактором является еж Соника . Однако до недавнего времени оставалось неясным, как именно SHH определяет идентичность цифр. Текущая модель, предложенная Harfe et al. , [31] утверждают, что как концентрация, так и время воздействия SHH определяют, в какой палец разовьется ткань у эмбриона мыши (рисунок 6).
Цифры V, IV и часть III возникают непосредственно из клеток, экспрессирующих SHH во время эмбриогенеза . В этих клетках сигналы SHH аутокринны, и эти цифры развиваются правильно в отсутствие DISP, который необходим для внеклеточной диффузии лиганда. Эти цифры различаются в зависимости от продолжительности времени, в течение которого SHH продолжает выражаться. Самый задний палец V развивается из клеток, которые экспрессируют лиганд в течение наиболее длительного периода времени. Клетки пальца IV экспрессируют SHH в течение более короткого времени, а клетки пальца III еще короче. Цифра II развивается из клеток, подвергающихся воздействию умеренных концентраций внеклеточного SHH. Наконец, разработка Digit I не требует SHH. В каком-то смысле это программа по умолчанию для клеток зачатка конечностей.
Передача сигналов ежей остается важной и у взрослых. Было показано, что Sonic hedgehog способствует пролиферации взрослых стволовых клеток из различных тканей, включая примитивные гемопоэтические клетки, [32] молочные [33] и нервные [34] стволовые клетки. Активация ежового пути необходима для перехода волосяного фолликула из фазы покоя в фазу роста. [35] Это не удалось из-за токсичности, обнаруженной на животных моделях. [36]
Нарушение передачи сигналов hedgehog во время эмбрионального развития либо из-за вредной мутации, либо из-за потребления тератогенов беременной матерью может привести к серьезным аномалиям развития. Голопрозэнцефалия , неспособность эмбрионального переднего мозга делиться с образованием полушарий головного мозга, встречается с частотой примерно 1 из 8000 живорождений и примерно 1 из 200 самопроизвольных абортов у людей и обычно связана с мутациями в генах, участвующих в пути ежа, в том числе ШХ и ПТЧ . [37] Циклопия , один из наиболее тяжелых дефектов голопрозэнцефалии , возникает в результате употребления ингибитора пути циклопамина беременными млекопитающими. [38]
Активация пути ежа вовлечена в развитие рака в различных органах, включая мозг , легкие , молочную железу , простату и кожу . Базальноклеточная карцинома , наиболее распространенная форма злокачественного новообразования , имеет наиболее тесную связь с передачей сигналов hedgehog. У пациентов с этим заболеванием были выявлены мутации потери функции в Patched и активирующие мутации в Smoothened . [39] Аномальная активация этого пути, вероятно, приводит к развитию заболевания путем трансформации взрослых стволовых клеток в раковые стволовые клетки , которые приводят к опухоли. Исследователи рака надеются, что специфические ингибиторы передачи сигналов hedgehog обеспечат эффективную терапию широкого спектра злокачественных новообразований. [40] Связь между сигнальным путем hedgehog и развитием рака очень сложна. Тем не менее, ясно, что аберрантная активация передачи сигналов hedgehog приводит к росту, пролиферации и инвазии опухолевых клеток. [41] Помимо участия в развитии рака , путь ежа может также способствовать развитию серьезных респираторных заболеваний, таких как легочный фиброз . [42] и хроническая обструктивная болезнь легких . [43] [44] [45]
Самый распространенный способ воздействовать на этот путь — модулировать SMO. Уже было показано, что антагонист и агонист SMO влияют на регуляцию нижележащего пути. Для лечения рака доступны несколько ингибиторов сигнального пути hedgehog, такие как висмодегиб и сонидегиб. Эти препараты считаются многообещающими методами лечения рака, особенно для пациентов с рефрактерным/распространенным раком. Ингибиторы SMO представляют собой потенциальное лечение некоторых типов рака. Однако из-за вредных и потенциально токсичных побочных эффектов ингибиторов SMO, неустановленной безопасности для детей и данных о том, что у некоторых пациентов развивается резистентность к ингибиторам SMO, необходимы новые классы лекарств. [41] Наиболее клинически продвинутые агенты, нацеленные на SMO, конкурентоспособны по отношению к циклопамину . Также было показано, что итраконазол ( Споранокс ) воздействует на СМО посредством механизма, отличного от циклопамина и висмодегиба . [46] Итраконазол (ITZ) ингибирует SMO при наличии мутаций, обеспечивающих устойчивость к висмодегибу и другим циклопамин -конкурентным антагонистам, таким как IPI-926 и LDE-225 Novartis. [47] Антитела PTCH [48] и Gli3 (5E1) [49] также являются способом регулирования этого пути. Нижестоящий эффектор и сильный активатор транскрипции siRNA Gli1 использовался для ингибирования роста клеток и стимулирования апоптоза. [50] Также было показано, что триоксид мышьяка ( Трисенокс ) ингибирует передачу сигналов hedgehog, вмешиваясь в функцию Gli и транскрипцию. [51] [52]
Было идентифицировано несколько модификаторов окружающей среды передачи сигналов Hedgehog, которые представляют потенциальную опасность для здоровья или развития. Диетические алкалоиды содержатся в томатах (томатодин), [53] картофеле (соланидин), [53] пасленовых, таких как перец и баклажаны (соласодин). [53] и куркума (куркумин) [54], как было показано, противодействуют SMO и нарушают передачу сигналов Hedgehog. Кроме того, некоторые токсиканты окружающей среды могут блокировать передачу сигналов Hedgehog. Пиперонилбутоксид (ПБО) — это полусинтетическая пестицидная добавка, разработанная в 1940-х годах, которую можно найти в тысячах бытовых и сельскохозяйственных продуктов. [55] Несмотря на широкое использование, способность PBO ингибировать передачу сигналов hedgehog и действовать как мощный тератоген для развития не была признана до недавнего времени. [56] [57]
Активация пути Hedgehog приводит к увеличению экспрессии белка улитки и уменьшению количества E-кадгерина и плотных контактов . [58]
Активация пути Hedgehog приводит к увеличению количества ангиогенных факторов (ангиопоэтина-1 и ангиопоэтина-2), [59] циклинов (циклин D1 и B1), [60] антиапоптотических генов и уменьшению количества апоптотических генов (Fas). [61] Дисфункция или аберрантная активация сигнального пути Hh связана с пороками развития и раком, включая синдром базальноклеточного невуса (BCNS), базальноклеточную карциному (BCC), медуллобластомы (MB), рабдомиосаркомы и менингиомы. Примерно треть злокачественных опухолей связана с аберрантной активацией пути Hh. Существует три предполагаемых механизма аберрантной активации передачи сигналов Hh при различных типах рака: тип I включает лиганд-независимую передачу сигналов из-за мутаций в Smo или отрицательных регуляторах, тип II включает лиганд-зависимую аутокринную/юктакринную передачу сигналов со сверхэкспрессией лиганда Hh и тип III. включает лиганд-зависимую паракринную передачу сигналов между опухолевыми клетками и стромальными клетками. Эти нарушения регуляции пути Hh могут привести к пролиферации, выживанию опухолевых клеток и присутствию раковых стволовых клеток, которые способствуют инициированию и прогрессированию опухоли. [62]
Ланцетники , являющиеся примитивными хордовыми , обладают только одним гомологом дрозофилы Hh (рисунок 7). С другой стороны, у позвоночных есть несколько лигандов Hedgehog, которые попадают в три подгруппы — Desert , Indian и Sonic , каждая из которых представлена одним геном млекопитающих. Это следствие двух раундов дупликации всего генома, произошедших на ранних этапах истории эволюции позвоночных. [65] Два таких события дали бы четыре гомологичных гена, один из которых, должно быть, был утерян. Пустынные ежи являются наиболее близкими родственниками дрозофилы Hh . Дополнительные дупликации генов произошли у некоторых видов [15], таких как рыбка данио Danio rerio , у которой есть дополнительный ген tiggywinkle hedgehog в звуковой группе. Различные линии позвоночных адаптировали ежей к уникальным процессам развития. Например, гомолог полосатого ежа X.laevis участвует в регенерации конечности саламандры . [66]
shh претерпел ускоренную эволюцию в линии приматов, ведущей к человеку. [67] Дорус и др. выдвинули гипотезу, что это позволило осуществить более сложную регуляцию белка и, возможно, сыграло роль в увеличении объема и сложности человеческого мозга.
Семейство рецепторов WNT Frizzled имеет некоторое сходство последовательности с Smoothened . [68] Smoothened, по-видимому, является функционально отличающимся членом суперсемейства рецепторов, связанных с G-белком (GPCR). Были рассмотрены другие сходства между сигнальными путями WNT и Hh. [69] Нусс заметил, что «сигнальная система, основанная на модифицированных липидами белках и специфических мембранных транслокаторах, является древней и, возможно, была основателем сигнальных систем Wnt и Hh».
Было высказано предположение, что передача сигналов у беспозвоночных и позвоночных ниже по течению от Smoothened значительно различается. [70] Роль супрессора слияния (SUFU) повышена у позвоночных по сравнению с дрозофилой , где его роль относительно незначительна. Costal-2 особенно важен для дрозофилы . Протеинкиназа Fused является регулятором SUFU у дрозофилы , но может не играть роли в пути Hh у позвоночных. [71] У позвоночных передача сигналов Hh в значительной степени вовлечена в развитие ресничек . [72]
Поразительная эволюция уровня домена присутствует в семействе белков Hedgehog, N-концевом домене (Hedge) и C-концевом домене (Hog), которые позже были сращены вместе в единую транскрипционную единицу. [73] [74] Домен Hog содержит последовательность под названием Hint (Hedgehog INTein), которая по последовательности и функциям аналогична бактериальным и грибковым интеинам . [75] Домен Hog присутствует во многих ветвях эукариот, т.е. красных водорослях, мхах, динофлагеллятах, якобидах и других одноклеточных эукариотах. [76] Хоанофлагелляты содержат ген под названием hoglet, который также кодирует С-концевой домен ежа Hog. Однако хоанофлагелляты и низшие эукариоты не содержат каких-либо областей, подобных хедж-домену, что позволяет предположить, что свиньи эволюционировали первыми. [75] [76] Poriferans имеют как хедж-подобные белки (называемые хеджинговыми), так и свиноподобные белки, но они существуют как две совершенно отдельные транскрипционные единицы. [73] [74] Книдарии содержат гены изгороди и свиньи, но также имеют полный ген ежа, что указывает на то, что хедж и свинья были сращены в ежа после последнего общего предка пориферан и книдарий. [74]
Билатерии не содержат генов изгороди, что позволяет предположить, что они были потеряны в результате делеции до того, как эта ветвь отделилась от других многоклеточных животных. [3] Однако гены, содержащие домен Hog без домена Hedge, присутствуют в нескольких билатеральных линиях. Они обнаружены у Lophotrochozoa и Nematoda . [77] Гены, подобные Hedgehog, 2 гомолога Patched и гены, родственные Patched, существуют у червя C. elegans . [78] [79] Было показано, что эти гены кодируют белки, которые играют роль в развитии C. elegans . [78] [79] В то время как нематоды Enoplea сохранили настоящего Hedgehog, Chromadoreans потеряли архетипического Hedgehog и вместо этого развили расширенный репертуар из 61 дивергентного полуортологичного гена с новыми N-концевыми доменами, связанными с Hog. [76] [77] Эти N-концевые домены, связанные с Hog у C. elegans, были впоследствии классифицированы: первоначально Warthog (WRT) и Groundhog (GRD), а затем Ground-like (GRL) и Quahog (QUA). [78] [79] C. elegans , наряду с другими видами нематод, утратили GPCR Smoothened. [78] [79]
Предполагается, что основным источником сигнального пути Hedgehog является бактериальный путь регуляции гопаноидов , которые являются общими липидными компонентами бактерий и являются структурными аналогами стероидов . [80]