双向调控作用及其临床应用前景范文

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《临床与实验病理学杂志》2016年第二期

摘要：

Hippo信号通路的主要功能是调控细胞生长、增殖和凋亡；YAP1是其下游的重要分子，主要负责细胞的增殖和转移。YAP1过表达与肿瘤演进和较差的预后高度相关。近年有文献报道YAP1在一部分肿瘤中（如乳腺癌）可能抑制肿瘤生长，诱导肿瘤凋亡。因此，YAP1在人类肿瘤中具有抑癌和促癌的双向作用，作用方式取决于组织类型。该文将对现阶段有关YAP1促癌和抑癌的功能研究进展作一综述，进一步探讨YAP1在肿瘤患者预后及治疗中的意义。

关键词：

肿瘤；YAP1；Hippo；文献综述

Hippo通路在人体发育和肿瘤形成过程中发挥重要作用，其通过调节细胞增殖和凋亡之间的动态平衡，调控发育过程中组织器官的大小和重量［1］。最新研究表明，Hippo通路在细胞自我更新、干细胞扩增、组织特异性前体细胞再生和组织再生过程中亦起重要作用［2］。Hippo通路由大量的上游信号通路分子（包括G蛋白偶联受体［3］、细胞间接触、细胞极性分子、细胞黏附和连接蛋白等）激活，导致YAP1、TAZ、Yki等下游转录因子磷酸化和功能抑制。YAP1即yes相关蛋白，是Hippo通路中重要的靶分子，以磷酸化的形式参与细胞内信号转导和下游靶分子的转录共激活。YAP1本身并不具有转录活性，其在肿瘤形成过程中的作用仍有争议。大量研究表明，YAP1在肿瘤形成过程中的不同作用可能具有组织和细胞特异性。一方面，YAP1能够联合p73和PML诱导细胞凋亡以应对DNA损伤，具有抑癌基因的作用；另一方面，YAP1在一些恶性肿瘤如肝细胞癌中高表达，提示其具有促癌作用。YAP1作为转录共激活因子之一，可与癌基因或抑癌基因转录因子特异性结合，发挥相应的功能，并且结合靶点具有组织特异性。YAP1通过与转录增强激活剂和DNA结合家族转录因子（TEAD）结合，调控结缔组织生长因子（CTGF）基因表达促进细胞增殖。最近，有研究表明YAP1作为结肠癌的肿瘤抑制因子，在结肠再生过程中限制Wnt信号通路发挥功能［4］。本文着重对YAP1在恶性肿瘤发生过程中的促癌和抑癌的双重作用及其研究进展做相关综述，进一步探讨YAP1在人类一些肿瘤组织中的意义。

1YAP1的促癌作用

1．1YAP1磷酸化及细胞定位YAP1和TAZ蛋白磷酸化状态及亚细胞水平定位是其功能发挥的关键因素。Hippo通路靶向调控YAP1磷酸化过程，阻止其转移到细胞核，而细胞核是YAP1作为转录共激活因子发挥作用的场所［5］。在哺乳动物体内，当Hippo通路被激活后，肿瘤抑制因子Lats1／2磷酸化YAP1和TAZ第127位丝氨酸（ser127）并抑制胞核转移。随后，YAP1和TAZ与1433蛋白结合并且在胞质失活进而发生降解［6］。Ren等［7］证实1433蛋白亚型、1433ε、1433ζ通过调节果蝇体内Yki和YAP1同系物的亚细胞定位来调控其活性。1433蛋白缺失导致Yki在胞核聚集。此外，Lats1／2也可以磷酸化YAP1的381位丝氨酸（ser381），紧接着YAP1由CK1δ／ε磷酸化，最终引起E3泛素化激酶SCFβTrcp降解YAP1［8］。Akt是YAP1另一重要的上游调控因子，有研究表明Akt磷酸化YAP1的ser127，引发YAP1积聚于胞质并减弱p73介导的细胞凋亡，以应对DNA损伤因子［9］。Sambandam等［10］发现1433σ阻断YAP1与1433结合，引起YAP1胞核聚集，进而抑制表皮分化以及皮肤肿瘤的发生。YAP1虽然不与1433σ直接相互作用，但YAP1是1433σ的下游分子。除Hippo通路外，还有许多上游蛋白质分子通过磷酸化方式改变YAP1在胞质积聚，进而调控其功能和定位。如YAP1结合到AMOT家族蛋白，并且转运至紧密连接处［11］。此外，一种名为Zo2的紧密连接蛋白能够与YAP1／TAZ相互作用，增加YAP1的核定位和TAZ的紧密连接定位［12］。

1．2YAP1和细胞增殖HippoYAP1通路能够调控细胞增殖和凋亡之间的动态平衡，在此研究中，YAP1首次被证实为癌基因。Hippo通路的核心调控原件和下游效应分子在哺乳动物中高度保守。YAP1的许多结合伴侣是转录因子，其中最重要的是转录增强激活因子和DNA结合家族转录因子。敲除TEAD或破坏YAP1TEAD复合体均能终止YAP1基因转录，减少YAP1诱导的细胞增殖、癌变及上皮细胞－间质转化［13，14］。紧密连接因子CTGF作为YAP1的直接作用靶点，对细胞增殖和锚定依赖性生长均有重要作用［15］。此外，YAP1也与Smad1、RUNX、ErbB4、p73、TEAD2等分子相互作用调控细胞增殖［16］。在胰腺导管腺癌和Kras缺失的结肠癌细胞中，YAP1可能以不依赖于Hippo通路的方式活化。有研究表明，人类胰腺导管腺癌可出现Kras基因突变，并且伴随YAP1过表达［17］。该过程中，YAP1活化主要由染色质扩增引起YAP1拷贝数的改变。

2YAP1的抑癌作用

大量文献报道YAP1在多种肿瘤中具有抑癌基因作用，其在头颈肿瘤细胞株和肿瘤组织中均呈低表达，作为抑癌基因发挥作用。YAP1低表达与多种生物学现象如Akt低表达，YAP1在胞核中磷酸化，ΔNP63和p73的表达上调均有高度相关性。YAP1丝氨酸127位丙氨酸（S127A）突变或者敲除ΔNP63均增强YAP1的核定位和细胞死亡。相反，敲除YAP1可增加细胞增殖、存活和迁移，并且抵抗顺铂对肿瘤细胞的杀伤作用。microRNA是近年来研究的热点之一，其异常表达与多种肿瘤的发生、发展密切相关。最新研究表明［18］，YAP1是miR200a在乳腺癌中的新靶点，miR200a过表达抑制肿瘤细胞凋亡促进体内肿瘤转移，同时在乳腺癌细胞中过表达YAP1能够逆转miR200a对肿瘤细胞凋亡与转移的作用，提示miR200a促进肿瘤转移，而YAP1抑制肿瘤转移。Hudson等［19］分析甲状腺癌中754条microRNA表达水平差异，发现miR375在肿瘤组织中高表达，通过生物信息学预测以及对44例甲状腺癌和15例正常甲状腺组织分析，发现YAP1可能是miR375的潜在作用靶点；microRNA也可能是YAP1作为抑癌基因存在的机制之一。

3与其他信号通路的交互作用

HippoYAP1信号通路是细胞增殖和凋亡信号通路网络的重要组成部分，其广泛与其他信号通路相互作用并参与其中的级联反应，如EGFR［20］、Hedgehog、PI3K／mTOR［21］、Wnt／βcatenin［22］、Notch［23］和Ras信号通路［24］。Tumaneng等［21］发现YAP1可以活化雷帕霉素作用靶点（mTOR）。肿瘤抑制基因PTEN是YAP1与mTOR作用中的关键调节分子，同时YAP1也通过miR29下调PTEN的表达。因此，YAP1通过活化PI3K／mTOR信号通路调节细胞和组织的生长。这是证实YAP1介导Hippo和mTOR通路相互作用的第一个研究，2条信号通路均控制细胞增殖和凋亡。另有研究表明，在小鼠和人类肠细胞再生过程中，YAP1可通过抑制Wnt信号通路来抑制细胞增殖和再生［4］。

4YAP1在人类恶性肿瘤中的研究

YAP1在许多肿瘤中均发现过表达。Muramatsu等［25］发现YAP1通常在人类食管鳞癌中高表达（57．5％），可能是由于染色体11q22包含的YAP1基因发生扩增。由于核YAP1过表达的患者预后差，所以YAP1在食管鳞癌中具有促癌基因作用。同样，Liu等［26］报道，与正常组织相比，YAP1在子宫颈鳞癌中明显升高；他们发现YAP1胞质表达与子宫颈鳞癌高级别组织类型、淋巴结转移和早期复发呈正相关。在子宫颈鳞癌中，YAP1在胞质过表达而胞核表达缺失；相反，在子宫颈腺癌中，YAP1胞核过表达，且核YAP1表达增加提示无病生存时间和整体生存率短。YAP1可能在不同的亚细胞水平定位，在两种不同种类子宫颈癌中发挥的作用差异有显著性。有研究表明：233例胃癌患者中27．4％的患者表达YAP1，其中肠型腺癌阳性率为29．5％，弥漫型胃癌阳性率为25．5％，YAP1核阳性患者整体生存率低于阴性组，结果表明YAP1核表达是胃癌尤其是肠型胃癌的独立预后因素之一［27］。Wang等［28］对92例非小细胞肺癌的研究发现YAP1表达于66．3％的患者中，其中半数病例高表达，且大部分为核表达。YAP1在正常组织中的表达局限于Ⅱ型肺泡上皮中，YAP1表达与pTNM分期、淋巴结转移、患者整体生存率显著相关。同样，Su等［29］也发现非小细胞肺癌中YAP1的表达与TNM分期密切相关。这些研究不仅提示YAP1在肿瘤形成和抗凋亡过程中具有重要作用，且表明YAP1可作为一种促癌基因参与恶性肿瘤的进展。YAP1在胞质和胞核中均可发挥功能，其功能特点依赖于组织类型。与多种实体瘤相反的是，YAP1在乳腺癌中表达缺失。YAP1定位于染色体11q2223，该位点在乳腺癌中经常出现杂合缺失。LOH11q2223的杂合缺失与乳腺癌预后较差相关，进一步提示YAP1是乳腺癌重要抑癌基因之一。

在对良性病变、导管原位癌和侵袭性乳腺癌的组织进行分析时发现，YAP1在正常乳腺组织有很强的核表达。YAP1在所有肌上皮性腺瘤和腺腔表皮细胞、非典型导管上皮内瘤变中，保持强烈的核免疫反应，而腺腔上皮呈阳性和阴性混合染色模式。由此可以推断，腔隙YAP1表达缺失可能是乳腺癌形成的早期事件。乳腺导管原位癌进展为侵袭性乳腺癌后，大于60％的病例中YAP1染色呈阴性，但并未发现YAP1表达与ER、HER2、淋巴结转移、p53突变的相关性。Tufail等［30］报道YAP1在侵袭性乳腺癌中表达明显下调，且与ER、PR均阴性相关，表明YAP1在侵袭性乳腺癌中作为肿瘤抑制因子起作用。乳腺癌中经常出现11q2223杂合缺失，除此之外，YAP1与ER／PR途径的交互作用也决定YAP1在乳腺癌中作为抑癌基因，而在其他实体肿瘤中作为癌基因。结肠癌中YAP1表达模式尚存在争议。Barry等［4］发现YAP1在人结肠癌中表达减少，导致结肠再生过程中Wnt信号通路受到抑制。Wang等［31］报道139例结肠癌患者中，53．5％的YAP1呈过表达，阳性主要存在于胞核中，且YAP1高表达与pTNM分期、淋巴结转移、肿瘤状态和较短的整体生存率有关。他们发现YAP1表达与CyclinD1相关，并且YAP1与核βcatenin出现双阳性时患者生存期更短。上述两种现象均提示YAP1在人结直肠癌中作为抑癌基因和促癌基因的双重作用，需与其他信号通路如Wnt／βcatenin等结合进一步分析其相关性。

5结语

大量研究认为YAP1是细胞增殖和凋亡的重要基因，可能作为癌基因也可能作为促癌基因。HippoYAP1与其他多条信号通路相互作用促进细胞凋亡或增殖，具体作用机制和作用方式取决于组织或肿瘤类型。此外，YAP1的亚细胞定位也决定其功能特点。随着近年来大量YAP1参与的信号通路被阐明，YAP1有望为某些肿瘤的治疗提供新靶点［32］。

作者：王海 陈肖 王建东 单位：南京军区南京总医院病理科