（哈尔滨医科大学附属肿瘤医院肿瘤内科 黑龙江 哈尔滨 150081）
【关键词】YAP蛋白；肿瘤；治疗；靶点
【中图分类号】R730.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）16-0369-03
YAP与TAZ在生物学和调节功能上是两个相关的转录调节因子，由于在器官生长，组织损伤修复及癌症中具有的基础性功能而受到重视。特别是在肿瘤中YAP/TAZ的活性广泛存在，YAP/TAZ的关键性作用使其成为肿瘤的标志并且成为抗肿瘤药物靶点[1]。
这里，我们介绍了YAP/TAZ的调节形式以便强调其在治疗干预中的作用。当前对于YAP/TAZ生物学的兴趣是由于其在人类肿瘤及小鼠模型的基因研究中普遍活化[2-3]。在人类器官中包括乳腺，肝，胰腺，皮肤及小肠中发现了YAP/TAZ的失活可以预示这些组织对肿瘤的出现过进展有免疫力[4]。很显然，YAP/TAZ的失活对于健康组织周围的基础性稳态没有明显的副作用。但这些现象的分子基础还不清楚。在建立肿瘤干细胞群时YAP/TAZ起保护的作用。已有人提出肿瘤的进展是由于它们中的肿瘤干细胞成分的增加所致，YAP/TAZ显示出其对产生新的肿瘤干细胞的作用[4]。YAP/TAZ与干性之间的关系在于YAP/TAZ具备促进其更新和增殖的能力，即便处于生长抑制的环境下。值得注意的是，这些属性中的一部分并不是肿瘤干细胞中特有的而且也与正常体细胞的干细胞相关；与此功能相一致的是YAP/TAZ也对组织的生理性损伤修复具有重要作用[5]。这些表明肿瘤利用了YAP/TAZ修复和重建损伤器官的特性来促进肿瘤的复发与转移。然而，体细胞的干细胞从局部组织区域获得特异性的信号以便激活YAP/TAZ，这些信号可能在肿瘤微环境中广泛而大量的存在或者绕过肿瘤特异性突变。基于这些原因，对于YAP/TAZ的机制研究就开展了。虽然这一领域还有许多问题没有解决，但现有的证据足以将YAP/TAZ作为肿瘤治疗的有效靶点。这里我们将讨论一些最有前景的研究通路及达到这些目的的有力证据。
1.YAP/TAZ受到Hippo级联的调节
YAP/TAZ的功能已经在Hippo通路的背景下认知，它的核心成分是保守进化的激酶LAST1/2及MST1/2（与Drosophila Hippo激酶相关）以及与它们相关的协同因子SAV1和MOB1/2[6]。当这个通路处于开放的时，随着激酶LAST1/2的双磷酸化及对YAP/TAZ的负性调节，使得YAP/TAZ的稳定性及核定位受限，因此YAP/TAZ就失活了。Hippo级联代表了YAP/TAZ的关键限制因子，由于在胚胎发育过程中实验性的使Hippo激酶失活会导致器官的异常增大或分化缺失。也就是说，考虑到这一级联通路不太可能解释YAP/TAZ在多数实体瘤中广泛而活跃的活性，Hippo通路在人类肿瘤中几乎没有发生突变。LAST1/2或NF2（一个作为MST的正调节因子上调Hippo通路的成分）的失能性突变在特异肿瘤中选择性发生，比如间皮瘤，神经鞘瘤及脑膜瘤。因为需要设计的化合物要针对重新激活LATS激酶活性，在这些肿瘤中任何意在恢复Hippo通路的治疗干预都极具挑战性[1]。
2.YAP/TAZ及机械传导
除了Hippo激酶提供的抑制分子，YAP/TAZ通常作为细胞转导的中心媒介。细胞持续的受到与其接触的周围细胞基质及其他细胞的机械力作用，这就是细胞形状及细胞骨架形成模型[7-8]。机械力的模式与组织的固有3D结构及几何形状相关，并且是调节细胞命运的主导模式的代表。机械信号在控制YAP/TAZ活性中起主要的决定性作用[9-10]；与Hippo通路不同的是，细胞力学代表的一种积极而宽容的方式来激活YAP/TAZ，提供了前所未有的治疗干预途径。YAP及TAZ通过拉伸的细胞形状，或通过经典型F-肌动蛋白，或由张力纤维作用提高的细胞骨架强度的等来感知细胞外基质的硬度从而被活化。相反，YAP/TAZ在温和的细胞外基质环境中，通过圆形的细胞形状，细胞在空间上受到物理限制等因素而受到抑制。YAP/TAZ活化的细胞机制受到Rho-GTP酶，ROCK及完整的肌球蛋白骨架的影响，而独立于LATS。机械力传导对所有细胞的YAP/TAZ活性均有影响，而与癌基因突变负荷无关；例如，一个温和的细胞外基质可以有效的限制YAP/TAZ在正常细胞，良性及转移性肿瘤细胞的活性。
在多数成人上皮细胞器官，YAP/TAZ的水平及活性几乎测不出或者仅限于某些特殊组织。这些和以下观点相一致：活组织中的大多数细胞在温和的力学条件下处于静止状态，在低水平的机械力作用下YAP/TAZ活化及细胞增殖绝不会发生，这意味着我们的组织结构和无力特征本质上是抑制肿瘤发生的。然而这一切在肿瘤进展过程中都发生巨大的变化，通过组织结构的破坏，间质细胞的累积，压缩能力的增加，细胞外基质组成的改变及肿瘤相关纤维母细胞的活化等使细胞外基质硬化等这些因素诱导了YAP/TAZ在一大部分的肿瘤细胞中活化。YAP/TAZ机械应力转化在肿瘤微环境中的细胞中也可能活化了。例如，YAP通过Scr及ROCK等机制在肿瘤相关纤维母细胞中活化[11]。YAP在肿瘤相关纤维母细胞中的活化导致细胞外基质的硬化从而产生一种反馈性环路机制来促进细胞外基质蛋白的沉积增加，组织变硬，YAP/TAZ驱动了肿瘤细胞的异常增殖。然而，机械性活化细胞骨架导致YAP/TAZ的改变的机制尚不明确；对YAP/TAZ作为细胞机械应力转化的下游效应子的确定对肿瘤的生物学及可能的治疗方式作出提示。
3.YAP/TAZ在药物耐受及癌基因习惯性逃逸的角色
肿瘤干细胞的一个关键特征在于对化疗药耐药，而且肿瘤细胞中也确实存在YAP/TAZ的活化。在乳腺癌干细胞中活化YAP/TAZ可以使其在传统的化疗中维持生存，例如紫杉醇和多柔比星，并且保护肿瘤细胞对抗DNA损伤性药物，包括卡铂和放疗。此外，YAP/TAZ能提高肿瘤细胞对分子靶向治疗的抵抗。Lin和它的同事报道YAP促进了一些肿瘤细胞系对RAF和MEK抑制剂的抵抗作用，并保护了BRAF,KRAS或NRAS的突变[12]。因此，YAP降低了RAF及MEK抑制剂在变异细胞中的有效性。免疫组化分析具有BRAF突变的人类恶黑肿瘤显示初发的肿瘤中具有高YAP表达并且其对RAF/MEK抑制剂不完全反应或无反应。因此，YAP指标与肿瘤生存平行发展，其上调会抑制肿瘤特异性分子靶向药物的有效性。近来发现YAP机械力传导通路与乳癌和恶黑的获得性药物抵抗有关。在恶黑中，对BRAF抑制剂vemurafenib的耐药与细胞拉伸、肌动蛋白张力纤维的增加及机制依赖性的YAP活化正相关。同样，HER2阳性的乳癌细胞在温和的基质中对拉帕替尼的反应性增强，而在硬化的基质中基于YAP/TAZ依赖性行为而反应钝化。很显然，在体内研究中已经证实BRAF抑制剂不仅作用于恶黑细胞本身，而且也对肿瘤周围纤维母细胞有作用，事实上对纤维母细胞的激活使得他们产生更多坚硬、丰富的细胞外胶原基质[13]。一个有趣的假设是这两件事——肿瘤细胞会对周围基质硬化作出反应性增加，而逐渐硬化的肿瘤细胞外基质可能协助对治疗耐药的肿瘤细胞同时自己也发生YAP活化。因此，通过抑制整合素信号或细胞骨架调节因子----包括FAK靶向药，Scr家族成员，Rho-GTP酶或ROCK来减弱YAP/TAZ依赖的应力机制可能代表了一个有前景的通路来抑制肿瘤的化疗耐药。正如YAP/TAZ的活化能够绕过耐药，它同样也能绕过癌基因依赖性。例如，源于转基因诱导的胰腺癌特异性表达KRASG12D可以诱导小鼠发生胰腺导管腺癌，但在实验性去除转基因的时候肿瘤缩小或消失。然而，一些肿瘤由于YAP1位点扩增而导致KRASG12D 的缺失后肿瘤复发，正如这些基因现象所提供的证据，YAP过表达的细胞克隆由于KRAS的失活被正性选择。与这一概念相一致的是，复发的肿瘤细胞需要YAP/TAZ来维持肿瘤生长。换句话说，通过YAP/TAZ的活化，肿瘤细胞从最初的肿瘤病变中获得独立，但它们更加依赖于YAP/TAZ。这打开了一条针对肿瘤致命通路的治疗方法，凭借减弱YAP/TAZ活性联合肿瘤相关突变的靶向药物可能有效的杀伤肿瘤细胞，避免复发而且同时保留了正常细胞。
4.抗YAP/TAZ治疗的合理性
YAP/TAZ是多个信号通路的连结点，这意味着有一些潜在的治疗选择。肌动蛋白细胞骨架提供了一个丰富的且大部分仍未可知的途径来控制YAP/TAZ的活性。细胞F-肌动蛋白的聚合，组成及拉伸状态都依赖于Rho,Rac及CDC42 GTP酶活性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆ROCK激酶在Rho的下游，并通过调节 LIMKs(LIMK1/2)控制着F-肌动蛋白的聚合，LIMKs也是Rac/PAK下游的信号通路。LIMKs是丝切蛋白/ADF的抑制剂，丝切蛋白/ADF在F-肌动蛋白加帽并切断过程中起作用，最终促进F-肌动蛋白的解聚。近来，蛋白质加帽及切断过程显示作为YAP/TAZ活性的调节因子：丝切蛋白/CapZ/Gelsolin的丢失能克服由接触抑制所激发的YAP/TAZ抑制，这一行为独立于LATS激酶活性[14]。有趣的是，丝切蛋白的条件性失活与它的相关蛋白ADF在小鼠模型中极大的激发了器官的过度生长[15]。ROCK与PAK已经被报道具有维持YAP/TAZ的功能[16]；然而有些类型的细胞表现出对ROCK抑制不敏感，可能是由于过剩的MLCK功能所致。丝切蛋白/ADF可对抗抗加盖因素，比如ENA/Vasp。同时也对抗ARP2/3。
上述的内容表明，至少在体外实验中靶向机械力转导的一些通路可以钝化YAP/TAZ的活性。这些包括直接破坏F-肌动蛋白微丝，或者抑制F-肌动蛋白活化因子上调。然而，抗细胞骨架治疗的毒副作用使得他们中的大多数不能被转化用于临床实践。当前的治疗选择限于抑制Rho及诱导其上调的因子，例如Src，FAK及整合素。例如，近来SRC家族抑制剂达沙替尼（在临床中用于治疗白血病）显示出在体外及体内试验中对YAP/TAZ转录的负性影响。受细胞骨架调节的YAP/TAZ广泛存在并与其他间接控制F-肌动蛋白稳定性和组成的通路整合。甲羟戊酸通路就是其中之一。这条代谢通路产生的香叶酰基对于Rho-GTP酶的转录后修饰及膜定位有重要作用。这条通路的关键酶，HMG-CoA还原酶（羟甲基戊二酸单酰辅酶A 还原酶）受到他汀类药物的抑制，这类药物广泛的用于高胆固醇血症的治疗。事实上，在一些肿瘤细胞中他汀类引起YAP/TAZ的抑制及细胞浆重定位，此外，在他汀类的治疗作用下，在体外实验中TAZ依赖性的留存及体内实验中作为肿瘤移植物生长的肿瘤干细胞均减少了[17]。
他汀类药物抗YAP/TAZ的作用表现出在体外强于体内，提示在肿瘤中保持他汀类药物发挥效能的最小浓度阈值可能是困难所在。然而，他汀类在与Src抑制剂联合应用时对于YAP/TAZ的抑制作用显示出更强的潜能。从流行病学研究方面这说明摄入他汀类药物的患者患癌的风险减少了。除他汀类以外，双磷酸盐类及GGTI（香叶转移酶抑制剂-1）也可靶向Rho-GTP酶信号相关的甲羟戊酸通路，并展示出对YAP/TAZ的抑制作用[18]。
5.结论
YAP/TAZ在肿瘤生物学方面显示出的突出作用表明这些因子可以作为发展抗肿瘤治疗的理想靶点。从上述的讨论中，抑制YAP/TAZ仍具有挑战性，特别是对YAP/TAZ活性的控制涉及许多蛋白与蛋白之间的相互作用，因此较难靶向。在活化YAP/TAZ通路中的一些酶，比如在机械力转导过程中，虽然用小分子来靶向他们可能导致毒副作用，但仍需深入的研究。干预YAP/TAZ介导的转录背后的核机制可能被低估。例如，YAP/TAZ控制肿瘤细胞的命运，暗示他们参与表观遗传修饰；虽然目前还不清楚，但解析这些调控因子可能将潜在的表观遗传药物与YAP/TAZ抑制联系起来。另外，针对YAP/TAZ下游可能作为靶标的效应子还没有发展起来。我们和其他研究者近来发现了YAP/TAZ在控制细胞周期过程中的主要直接靶基因。此外，YAP/TAZ诱导的受体及分泌性配体是传统的生物学药物理想的靶点。YAP/TAZ的mRNA水平是如何被调节的还不很清楚，包括转录后miRNAs或ceRNAs的调控作用似乎是创新性药物的靶点。最后，YAP/TAZ重新编程肿瘤细胞及受到复杂增强子管理的能力表明这些因子必须作为体细胞干性网络操作组成的一部分，而其他成分仍需被发现。很显然，在这一领域的更多研究将揭示更加有效的抗YAP/TAZ药理学途径用于肿瘤治疗。
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基金项目：黑龙江卫计委课题资助（课题号：2013068）
论文作者:浦海宏,张明辉,王艳
论文发表刊物:《医药前沿》2017年6月第16期
论文发表时间:2017/6/22
标签：肿瘤论文; 细胞论文; 基质论文; 蛋白论文; 抑制论文; 活性论文; 激酶论文; 《医药前沿》2017年6月第16期论文;