肺高血壓是一類進展性的肺血管疾病，存在血管過度收縮和肺血管異常重塑，肺動脈壓力逐漸增加，最終導致右心室衰竭甚至死亡。肺高血壓的發病機制目前尚不確切，但有研究表明肺高血壓的發生發展過程存在 Hippo 通路或 Hippo 通路的某些組成成分的參與。本文將對 Hippo 通路或 Hippo 通路的某些組成成分在肺高血壓發生發展過程中的相關研究作簡要綜述。
引用本文： 宋芷若, 錢宏. Hippo 通路與肺高血壓的關系. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2021, 28(11): 1376-1380. doi: 10.7507/1007-4848.202011001 復制
肺高血壓（pulmonary hypertension，PH）在 1891 年由德國醫生 Ernst Von Romberg 第一次描述為“肺血管硬化”，是一類進展性的常見肺血管疾病，可由多種疾病（如心力衰竭、慢性肺部疾病和肺栓塞）引起，也可作為肺小動脈的一種特殊疾病，或兩者兼有[1-3]。PH 以肺血管細胞增生、抗凋亡和炎癥表型為特征，出現血管過度收縮和肺血管異常重塑，肺動脈壓力逐漸增加，導致右心室衰竭甚至死亡[4]。最近的研究表明 PH 的發生發展過程存在 Hippo 通路或 Hippo 通路的某些組成成分的參與。Hippo 信號通路[5]最初是 1995 年在果蠅中發現的一種在進化和功能上保守的高階脊椎動物信號通路[6]，可以調節細胞分化[7]、組織穩態以及通過調節細胞存活、增殖和凋亡來控制器官大小等。Hippo 信號通路將細胞外信號傳入細胞內，經級聯式酶促反應，通過磷酸化 Yes 相關蛋白（Yes-associated protein，YAP），將信號傳入細胞核內，與轉錄因子結合而影響下游基因的轉錄。該通路在不同疾病的治療和促進器官再生方面具有巨大的潛力。
1 Hippo 通路與肺高血壓
1.1 Hippo 通路
哺乳動物 Hippo 信號通路主要包括：核心激酶復合物哺乳動物不育系20樣激酶1和2（mammalian STE20-like protein kinase 1/2, MST1/2；又稱STK4/STK3）、大腫瘤抑制激酶1和2（large tumour suppressor homologue 1/2，LATS1/2）；接頭蛋白支架蛋白 Salvador 同源物1（scaffold protein salvador homologue 1，SAV1）、Mps 結合激酶激活物 1A 和 1B（scaffolding proteins MOB domain kinase activator 1A/B，MOB1A/B）；下游效應分子 YAP/具有PDZ 結合基序的轉錄共激活子（transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，TAZ；又稱 WWTR1）、含有 TEA 結構域的轉錄因子（TEA domain transcription factor family members，TEADs）等[8-10]。在哺乳動物細胞中，當 Hippo 信號通路激活時，上游信號傳遞至細胞質，由相關信號輸入因子介導，MST1、MST2 和 SAV1 形成一個復合物，磷酸化并激活與輔因子 MOB1 相互作用的 LATS1 和 LATS2 激酶，使 YAP 在絲氨酸 127（S127）位點上磷酸化，并為 14-3-3 蛋白提供對接位點，將 YAP 隔離在細胞質中。此外，LATS1/2 磷酸化也調節 YAP 和 TAZ，在 Ser381 磷酸化 YAP 或在 Ser311 磷酸化 TAZ，通過 TRCP E3 連接酶復合物導致 YAP 和 TAZ 的泛素化和蛋白酶體降解[11-12]，從而抑制 YAP 和 TAZ 的轉錄活性。在沒有 Hippo 信號通路抑制的情況下，未磷酸化的 YAP 易位進入細胞核。因為 YAP/TAZ 沒有 DNA 結合序列，它們主要與細胞核中的轉錄因子結合[13]。YAP 和 TAZ 可以在細胞核中與 TEADs 等不同轉錄因子協同作用調節靶基因的轉錄，如編碼調節細胞增殖和存活蛋白質的基因等[14]，從而調節多種生物過程。
1.2 肺高血壓
2015 年歐洲心臟病學會（ESC）/歐洲呼吸學會（ERS）指南中將 PH 定義為在靜息狀態下平均肺動脈壓力（mean pulmonary arterial pressure，mPAP）≥25 mm Hg（經右心導管插入測量）[15]。PH 臨床分類包括動脈性肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）、左心疾病相關性肺高血壓（PH due to left heart disease）、肺部疾病相關性肺高血壓（PH due to lung diseases）、慢性血栓栓塞性肺高血壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）、不明原因性和/或多種因素相關性肺高血壓（PH with unclear and/or multifactorial mechanisms）[15]。早期 PH 的體征和癥狀通常是非特異性的，可能不會被觀察到，直到病情發生進展[16]。PH 患者常見的癥狀有呼吸困難、乏力、疲憊、胸痛、心悸、焦慮和抑郁等認知影響、液體滯留等[17-18]。PH 是一種衰弱性疾病，預后差，常在病程中診斷較晚，缺乏有效治療，嚴重影響患者的日常生活，目前來說仍是一種死亡率很高的不治之癥[17]。此外，PH 并非罕見疾病，全球患病率估計為 1%[19]，年齡>65 歲人群中更是高達 10%[2]，并且近年來 PH 的發病率和流行率呈上升趨勢[20]。
2 Hippo 通路與肺高血壓的關系
目前研究發現 Hippo 通路可以通過多種途徑被激活，從而調控 PH 的發生及發展。
2.1 Hippo 通路與細胞外基質
細胞外基質（extracellular matrix，ECM）硬度的變化是 YAP/TAZ 活性的有力調節因子。Dupont 等[21]發現高 ECM 硬度實驗中細胞的 TEAD 靶基因、結締組織生長因子和連接蛋白重復區域 1 的表達以及 YAP/TAZ 的活性增加。這種調節需要 Rho GTPase 活性和肌動球蛋白細胞骨架的張力，但與 Hippo/LATS 級聯無關。ECM 硬化可以激活 YAP/TAZ，從而維持肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖和遷移，其潛在的分子機制可能是機械刺激導致 YAP/TAZ 激活，進而操縱包括谷氨酰胺酶（GLS1）在內的代謝酶，協調谷氨酰胺分解和糖酵解[22]。
已有多項研究聚焦于 YAP/TAZ 的 ECM 調控機制，并認為細胞骨架活性在這一過程中起關鍵作用。LATS1/2 的活性是由肌動蛋白和微管細胞骨架重組介導的，細胞通過減弱 LATS1/2 的活性激活 YAP。此外，實驗表明封蓋或切斷 F-actin 會影響 YAP/TAZ 的激活和增殖[23]。在 PH 中，核細胞骨架通過 Nesprin-SUN 蛋白復合物直接與胞質 F-actin 連接，通過機械轉導參與 YAP 的激活。YAP/TAZ 激活下游通路，已知這些通路增加纖維化通路，導致 ECM 的合成[24]。這一過程可能涉及各種信號轉導機制。例如，整合素與 ECM 的結合和機械拉伸刺激 Y397 殘基上黏附激酶的自磷酸化，通過 Src-PI3K-PDK1 途徑增加 YAP 活性；另外，c-Jun N 末端激酶信號通路也被認為是另一種可能的機制[22]。
激活的 YAP/TAZ 可以通過正反饋調節 ECM 的產生來控制 ECM 硬度。Bertero 等[25]發現 ECM 硬化通過激活共轉錄因子 YAP/TAZ 和增加轉錄因子 POU5F1/OCT4 的水平，誘導肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞中的 microRNA130/301（miR-130/131）表達增加，而 miR-130/301 家族通過機械主動反饋回路激活 PPARγ-APOE-LRP8 軸，從而誘導膠原沉積和 LOX 依賴的重構，并進一步上調 YAP/TAZ，誘導了肺動脈成纖維細胞的谷氨酰胺分解和 ECM 重構。反過來，ECM 重構通過機械轉導、調節血管活性效應因子和調節相關的 microRNA 通路來控制相關的 miRNA 依賴的細胞增殖以及與收縮反應相關的肺血管細胞信息交互作用。在體內，miR-130/301、APOE 或 LOX 活性的藥理學抑制改善了 ECM 重塑和 PH。除此之外，依賴 miR-130/301 的 ECM 重構促進肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖。相反，減少 YAP 核定位和活化可減輕膠原沉積和重塑[26]。最后，通過上調 miR-130/301、YAP/TAZ 信號的激活導致肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞中 ECM 沉積的增加，造成 ECM 硬度增加和構成機械轉導的反饋回路。除了推動肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖外，激活的 YAP/TAZ 還可能在脈動性和剪切應力增加的情況下通過激活肺動脈外膜成纖維細胞的增殖，在上游啟動肺血管 ECM 重構。然而，在沒有剛性基質的情況下，僅在脈動性和剪應力增強的條件下是否可以激活外膜成纖維細胞中的 YAP/TAZ 尚不清楚[27]。
2.2 Hippo 通路與 COX-2、前列腺素
在 PAH 的發生發展過程中，肺血管重構起到了至關重要的作用[28]。機械激活的 YAP 和 TAZ 可以促進細胞增殖、增加 LOX 活性等，這些可以導致進一步的動脈硬化和重塑的反饋放大。這種機械生物學反饋是由 YAP/TAZ 介導的 COX-2 表達抑制和前列腺素信號傳導驅動的[29]。Dieffenbach 等[30]發現來自 PAH 患者的肺動脈平滑肌細胞中 YAP/TAZ 信號增強，YAP/TAZ 活性與 ECM 硬度的增加有很強的相關性。此外，YAP/TAZ 活性對肺動脈平滑肌細胞中 COX-2 的表達及下游活性有很強的影響，抑制 YAP/TAZ 活性使 COX-2 表達增加，并且 COX-2 和前列腺素水平的增加遠遠高于在相對較軟的基質上的增加。進一步實驗證明，過表達 YAP 或 TAZ 可以顯著降低 COX-2 和前列腺素分泌水平，而前列腺素分泌的減少導致血管硬化。這些發現提示在 PAH 中硬化和內源性前列腺素水平的抑制是機械激活反饋回路的一部分，YAP 和 TAZ 調節 COX-2 依賴性的前列腺素表達和血管重構。雖然 YAP/TAZ 抑制 COX-2 的確切機制尚未闡明，但有強有力的證據表明 TEAD 直接介導了 COX-2 啟動子的抑制，但硬化介導的前列腺素抑制可能還存在其它機制。
2.3 Hippo 通路與細胞代謝
代謝失調也被認為是導致 PH 的發生和發展的原因之一[31]。實驗證明，YAP/TAZ 活化還可通過調節代謝增加肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖。在 PAH 中，肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞進行代謝重編程，其特征是有氧糖酵解增加，即在常氧狀態下能量產生從氧化磷酸化轉變為糖酵解[27]。這種代謝重編程促進了這三種肺血管細胞類型的增殖，但新的數據暗示了在 PAH 中存在一個額外的過程稱為回補反應（anaplerosis），提供額外的三羧酸循環碳中間體，對于增殖至關重要的細胞生物量十分關鍵[27]。具體來說，兩種重要的途徑包括谷氨酰胺通過谷氨酰胺酶轉化為谷氨酸和丙酮酸通過丙酮酸羧化酶轉化為草酰乙酸[32]。
早期一個研究[33]發現活性 YAP 誘導糖酵解途徑，并與葡萄糖攝取增強、乳酸生成和細胞生長有關。Bertero 等[32]發現，機械激活的 YAP/TAZ 通過誘導關鍵代謝酶谷氨酰胺酶（GLS1）、丙酮酸羧化酶（PC）和乳酸脫氫酶 A（LDHA）促進谷氨酰胺分解和糖酵解，從而維持肺高增殖血管細胞的代謝需求，導致肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞增殖增加，促進肺血管重構和 PH 的血流動力學表現。其中，谷氨酰胺分解可以補充天門冬氨酸的生物合成，這對在高硬度的 ECM 上維持增殖和遷移十分關鍵。在體外，抑制 GLS1 則抑制了天門冬氨酸的產生并重編程了細胞增殖途徑，而應用天門冬氨酸則恢復了細胞的增殖。藥物抑制 YAP 或 GLS1 可以改變谷氨酰胺分解和肺血管細胞增殖[34]。
在 PAH 中，肺動脈平滑肌細胞的增殖和對凋亡的抵抗與線粒體異常相關，導致 Warburg 效應的發生[35]。實驗表明，來自幾種模型和人類組織的 PAH 肺動脈平滑肌細胞線粒體是超極化的，存在葡萄糖氧化和呼吸抑制，并上調了糖酵解[36]。目前的文獻表明 Hippo 信號通路參與了葡萄糖代謝。葡萄糖代謝缺陷產生的能量應激激活了 LATS 激酶，導致 YAP 磷酸化并抑制其細胞功能。Hippo 信號通路在葡萄糖存在時受到抑制，導致 YAP 激活，上調葡萄糖轉運體 3（glucose transporter 3，GLUT3）的轉錄，促進糖酵解[9]。并且 MST1 可以定位于線粒體，促進 MST1 依賴的 Bcl-xL 磷酸化，從而拮抗 Bcl-xL-Bax 結合、Bax 激活以及隨后的線粒體介導的凋亡[35]。
研究[37-38]表明，特發性肺動脈高壓中的肺動脈血管平滑肌細胞里出現缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）表達增加和類似于 Warburg 效應的代謝糖酵解轉變。HIF-1α 和 TAZ 通過直接蛋白-蛋白相互作用相互激活，HIF-1α 可以通過增加 TAZ 的合成和核定位來增加 TAZ 的表達和活性；抑制 TAZ 表達會削弱缺氧對 HIF-1α 靶基因的誘導，而抑制 HIF-1α 的表達會削弱 TAZ 介導的 CTGF 啟動子的轉錄激活[39]。除此之外，YAP 和 HIF-1α 可能相互作用以促進糖酵解，因為 YAP 可能定位于細胞核并阻止 HIF-1α 的降解[24]。
2.4 Hippo 通路與整合素連接激酶 1
整合素連接激酶 1（integrin-linked kinase 1，ILK1）是一種促增殖蛋白激酶，可以調節多種細胞粘附、整合素介導過程以及生長因子調控的過程[38]。Kudryashova 等[40]通過實驗發現在特發性肺動脈高壓中，LATS1 在重塑肺小動脈和遠端肺動脈血管平滑肌細胞中失活，誘導 YAP 的表達，LATS1 的失活和 YAP 的上調增加了肺動脈平滑肌細胞中纖維連接蛋白（fibronectin）的產生和分泌，從而上調了 ILK1。反過來，ILK1 負調控 LATS1。這個 YAP-fibronectin-ILK1 信號環控制著肺動脈平滑肌細胞的增殖和存活。除此之外，ILK1 反過來誘導 LATS1 失活，其被抑制能重新激活 Hippo/LATS1，并逆轉了已建立的肺血管重構和 PH，改善右心室的形態和功能[41]。
2.5 Hippo 通路與炎癥
自 1994 年 Tuder 等首次在 PAH 患者中發現炎癥浸潤以來，越來越多的報告支持炎癥在 PAH 的發展中起關鍵作用[42]。然而，Hippo 信號通路在炎癥調節中的作用尚不清楚。
研究[35]表明，MST1 獨立于 LATS-YAP 通路，是 T 細胞功能的關鍵中介，激酶 NDR1 和 NDR2 是 MST1 的下游效應因子，介導胸腺細胞和 T 細胞的遷移。事實上，被趨化因子刺激的 T 細胞中 LATS 和 YAP 的磷酸化狀態不受 MST1/2 缺失的影響，而與 NDR1/2（kinases nuclear Dbf2-related 1 and 2）介導了 MST1 下游 T 細胞的遷移[43]。這些發現表明，靶向調控 Hippo 通路的上游到 LATS1/2 可能是有利的治療，因為它也可能抑制在 PAH 中出現的炎癥環境[35]。
2.6 Hippo 通路與 Siah2
研究[44]表明，E3 泛素連接酶 Siah2（seven-in-absentia-homolog 2）在 MCT 誘導的 PAH 大鼠模型肺組織中表達升高，進而通過促進蛋白酶體依賴性的 LATS1/2 降解以及隨后的 YAP 上調和激活來調節 Hippo 信號通路。用 Siah2 抑制劑維生素 K3 或蛋白酶體抑制劑 MG-132 給藥可顯著抑制 MCT 誘導的 LATS1/2 的下調和 YAP 的激活，最終降低肺動脈血管生成、右心室收縮壓、右心室肥厚指數、肺動脈管壁厚度占肺動脈外徑的百分比（%MT）、肺動脈平滑肌細胞增殖和凋亡增強，表明 Siah2 作為一個新的靶點可能在 PAH 的治療中具有潛在的價值[45]。
3 小結
PH 是一類常見的進展性肺血管疾病，預后較差并且缺乏有效治療，對其進行透徹的研究有利于 PH 的治療。近年來有不少關于 Hippo 通路在肺血管重構中作用機制的研究，這些研究發現 Hippo 通路在 PH 的發生發展的多個環節均參與調控，展示了 Hippo 通路在此疾病中的重要性，同時也讓我們看到了新的希望。隨著對二者的深入了解，或可在 PH 的形成、發展以及治療靶點等方面取得新的突破。
利益沖突：無。
作者貢獻：宋芷若負責論文初稿撰寫；錢宏負責論文審閱與修改。
肺高血壓（pulmonary hypertension，PH）在 1891 年由德國醫生 Ernst Von Romberg 第一次描述為“肺血管硬化”，是一類進展性的常見肺血管疾病，可由多種疾病（如心力衰竭、慢性肺部疾病和肺栓塞）引起，也可作為肺小動脈的一種特殊疾病，或兩者兼有[1-3]。PH 以肺血管細胞增生、抗凋亡和炎癥表型為特征，出現血管過度收縮和肺血管異常重塑，肺動脈壓力逐漸增加，導致右心室衰竭甚至死亡[4]。最近的研究表明 PH 的發生發展過程存在 Hippo 通路或 Hippo 通路的某些組成成分的參與。Hippo 信號通路[5]最初是 1995 年在果蠅中發現的一種在進化和功能上保守的高階脊椎動物信號通路[6]，可以調節細胞分化[7]、組織穩態以及通過調節細胞存活、增殖和凋亡來控制器官大小等。Hippo 信號通路將細胞外信號傳入細胞內，經級聯式酶促反應，通過磷酸化 Yes 相關蛋白（Yes-associated protein，YAP），將信號傳入細胞核內，與轉錄因子結合而影響下游基因的轉錄。該通路在不同疾病的治療和促進器官再生方面具有巨大的潛力。
1 Hippo 通路與肺高血壓
1.1 Hippo 通路
哺乳動物 Hippo 信號通路主要包括：核心激酶復合物哺乳動物不育系20樣激酶1和2（mammalian STE20-like protein kinase 1/2, MST1/2；又稱STK4/STK3）、大腫瘤抑制激酶1和2（large tumour suppressor homologue 1/2，LATS1/2）；接頭蛋白支架蛋白 Salvador 同源物1（scaffold protein salvador homologue 1，SAV1）、Mps 結合激酶激活物 1A 和 1B（scaffolding proteins MOB domain kinase activator 1A/B，MOB1A/B）；下游效應分子 YAP/具有PDZ 結合基序的轉錄共激活子（transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，TAZ；又稱 WWTR1）、含有 TEA 結構域的轉錄因子（TEA domain transcription factor family members，TEADs）等[8-10]。在哺乳動物細胞中，當 Hippo 信號通路激活時，上游信號傳遞至細胞質，由相關信號輸入因子介導，MST1、MST2 和 SAV1 形成一個復合物，磷酸化并激活與輔因子 MOB1 相互作用的 LATS1 和 LATS2 激酶，使 YAP 在絲氨酸 127（S127）位點上磷酸化，并為 14-3-3 蛋白提供對接位點，將 YAP 隔離在細胞質中。此外，LATS1/2 磷酸化也調節 YAP 和 TAZ，在 Ser381 磷酸化 YAP 或在 Ser311 磷酸化 TAZ，通過 TRCP E3 連接酶復合物導致 YAP 和 TAZ 的泛素化和蛋白酶體降解[11-12]，從而抑制 YAP 和 TAZ 的轉錄活性。在沒有 Hippo 信號通路抑制的情況下，未磷酸化的 YAP 易位進入細胞核。因為 YAP/TAZ 沒有 DNA 結合序列，它們主要與細胞核中的轉錄因子結合[13]。YAP 和 TAZ 可以在細胞核中與 TEADs 等不同轉錄因子協同作用調節靶基因的轉錄，如編碼調節細胞增殖和存活蛋白質的基因等[14]，從而調節多種生物過程。
1.2 肺高血壓
2015 年歐洲心臟病學會（ESC）/歐洲呼吸學會（ERS）指南中將 PH 定義為在靜息狀態下平均肺動脈壓力（mean pulmonary arterial pressure，mPAP）≥25 mm Hg（經右心導管插入測量）[15]。PH 臨床分類包括動脈性肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）、左心疾病相關性肺高血壓（PH due to left heart disease）、肺部疾病相關性肺高血壓（PH due to lung diseases）、慢性血栓栓塞性肺高血壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）、不明原因性和/或多種因素相關性肺高血壓（PH with unclear and/or multifactorial mechanisms）[15]。早期 PH 的體征和癥狀通常是非特異性的，可能不會被觀察到，直到病情發生進展[16]。PH 患者常見的癥狀有呼吸困難、乏力、疲憊、胸痛、心悸、焦慮和抑郁等認知影響、液體滯留等[17-18]。PH 是一種衰弱性疾病，預后差，常在病程中診斷較晚，缺乏有效治療，嚴重影響患者的日常生活，目前來說仍是一種死亡率很高的不治之癥[17]。此外，PH 并非罕見疾病，全球患病率估計為 1%[19]，年齡>65 歲人群中更是高達 10%[2]，并且近年來 PH 的發病率和流行率呈上升趨勢[20]。
2 Hippo 通路與肺高血壓的關系
目前研究發現 Hippo 通路可以通過多種途徑被激活，從而調控 PH 的發生及發展。
2.1 Hippo 通路與細胞外基質
細胞外基質（extracellular matrix，ECM）硬度的變化是 YAP/TAZ 活性的有力調節因子。Dupont 等[21]發現高 ECM 硬度實驗中細胞的 TEAD 靶基因、結締組織生長因子和連接蛋白重復區域 1 的表達以及 YAP/TAZ 的活性增加。這種調節需要 Rho GTPase 活性和肌動球蛋白細胞骨架的張力，但與 Hippo/LATS 級聯無關。ECM 硬化可以激活 YAP/TAZ，從而維持肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖和遷移，其潛在的分子機制可能是機械刺激導致 YAP/TAZ 激活，進而操縱包括谷氨酰胺酶（GLS1）在內的代謝酶，協調谷氨酰胺分解和糖酵解[22]。
已有多項研究聚焦于 YAP/TAZ 的 ECM 調控機制，并認為細胞骨架活性在這一過程中起關鍵作用。LATS1/2 的活性是由肌動蛋白和微管細胞骨架重組介導的，細胞通過減弱 LATS1/2 的活性激活 YAP。此外，實驗表明封蓋或切斷 F-actin 會影響 YAP/TAZ 的激活和增殖[23]。在 PH 中，核細胞骨架通過 Nesprin-SUN 蛋白復合物直接與胞質 F-actin 連接，通過機械轉導參與 YAP 的激活。YAP/TAZ 激活下游通路，已知這些通路增加纖維化通路，導致 ECM 的合成[24]。這一過程可能涉及各種信號轉導機制。例如，整合素與 ECM 的結合和機械拉伸刺激 Y397 殘基上黏附激酶的自磷酸化，通過 Src-PI3K-PDK1 途徑增加 YAP 活性；另外，c-Jun N 末端激酶信號通路也被認為是另一種可能的機制[22]。
激活的 YAP/TAZ 可以通過正反饋調節 ECM 的產生來控制 ECM 硬度。Bertero 等[25]發現 ECM 硬化通過激活共轉錄因子 YAP/TAZ 和增加轉錄因子 POU5F1/OCT4 的水平，誘導肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞中的 microRNA130/301（miR-130/131）表達增加，而 miR-130/301 家族通過機械主動反饋回路激活 PPARγ-APOE-LRP8 軸，從而誘導膠原沉積和 LOX 依賴的重構，并進一步上調 YAP/TAZ，誘導了肺動脈成纖維細胞的谷氨酰胺分解和 ECM 重構。反過來，ECM 重構通過機械轉導、調節血管活性效應因子和調節相關的 microRNA 通路來控制相關的 miRNA 依賴的細胞增殖以及與收縮反應相關的肺血管細胞信息交互作用。在體內，miR-130/301、APOE 或 LOX 活性的藥理學抑制改善了 ECM 重塑和 PH。除此之外，依賴 miR-130/301 的 ECM 重構促進肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖。相反，減少 YAP 核定位和活化可減輕膠原沉積和重塑[26]。最后，通過上調 miR-130/301、YAP/TAZ 信號的激活導致肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞中 ECM 沉積的增加，造成 ECM 硬度增加和構成機械轉導的反饋回路。除了推動肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖外，激活的 YAP/TAZ 還可能在脈動性和剪切應力增加的情況下通過激活肺動脈外膜成纖維細胞的增殖，在上游啟動肺血管 ECM 重構。然而，在沒有剛性基質的情況下，僅在脈動性和剪應力增強的條件下是否可以激活外膜成纖維細胞中的 YAP/TAZ 尚不清楚[27]。
2.2 Hippo 通路與 COX-2、前列腺素
在 PAH 的發生發展過程中，肺血管重構起到了至關重要的作用[28]。機械激活的 YAP 和 TAZ 可以促進細胞增殖、增加 LOX 活性等，這些可以導致進一步的動脈硬化和重塑的反饋放大。這種機械生物學反饋是由 YAP/TAZ 介導的 COX-2 表達抑制和前列腺素信號傳導驅動的[29]。Dieffenbach 等[30]發現來自 PAH 患者的肺動脈平滑肌細胞中 YAP/TAZ 信號增強，YAP/TAZ 活性與 ECM 硬度的增加有很強的相關性。此外，YAP/TAZ 活性對肺動脈平滑肌細胞中 COX-2 的表達及下游活性有很強的影響，抑制 YAP/TAZ 活性使 COX-2 表達增加，并且 COX-2 和前列腺素水平的增加遠遠高于在相對較軟的基質上的增加。進一步實驗證明，過表達 YAP 或 TAZ 可以顯著降低 COX-2 和前列腺素分泌水平，而前列腺素分泌的減少導致血管硬化。這些發現提示在 PAH 中硬化和內源性前列腺素水平的抑制是機械激活反饋回路的一部分，YAP 和 TAZ 調節 COX-2 依賴性的前列腺素表達和血管重構。雖然 YAP/TAZ 抑制 COX-2 的確切機制尚未闡明，但有強有力的證據表明 TEAD 直接介導了 COX-2 啟動子的抑制，但硬化介導的前列腺素抑制可能還存在其它機制。
2.3 Hippo 通路與細胞代謝
代謝失調也被認為是導致 PH 的發生和發展的原因之一[31]。實驗證明，YAP/TAZ 活化還可通過調節代謝增加肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞的增殖。在 PAH 中，肺動脈內皮細胞、肺動脈平滑肌細胞和肺動脈外膜成纖維細胞進行代謝重編程，其特征是有氧糖酵解增加，即在常氧狀態下能量產生從氧化磷酸化轉變為糖酵解[27]。這種代謝重編程促進了這三種肺血管細胞類型的增殖，但新的數據暗示了在 PAH 中存在一個額外的過程稱為回補反應（anaplerosis），提供額外的三羧酸循環碳中間體，對于增殖至關重要的細胞生物量十分關鍵[27]。具體來說，兩種重要的途徑包括谷氨酰胺通過谷氨酰胺酶轉化為谷氨酸和丙酮酸通過丙酮酸羧化酶轉化為草酰乙酸[32]。
早期一個研究[33]發現活性 YAP 誘導糖酵解途徑，并與葡萄糖攝取增強、乳酸生成和細胞生長有關。Bertero 等[32]發現，機械激活的 YAP/TAZ 通過誘導關鍵代謝酶谷氨酰胺酶（GLS1）、丙酮酸羧化酶（PC）和乳酸脫氫酶 A（LDHA）促進谷氨酰胺分解和糖酵解，從而維持肺高增殖血管細胞的代謝需求，導致肺動脈內皮細胞和肺動脈平滑肌細胞增殖增加，促進肺血管重構和 PH 的血流動力學表現。其中，谷氨酰胺分解可以補充天門冬氨酸的生物合成，這對在高硬度的 ECM 上維持增殖和遷移十分關鍵。在體外，抑制 GLS1 則抑制了天門冬氨酸的產生并重編程了細胞增殖途徑，而應用天門冬氨酸則恢復了細胞的增殖。藥物抑制 YAP 或 GLS1 可以改變谷氨酰胺分解和肺血管細胞增殖[34]。
在 PAH 中，肺動脈平滑肌細胞的增殖和對凋亡的抵抗與線粒體異常相關，導致 Warburg 效應的發生[35]。實驗表明，來自幾種模型和人類組織的 PAH 肺動脈平滑肌細胞線粒體是超極化的，存在葡萄糖氧化和呼吸抑制，并上調了糖酵解[36]。目前的文獻表明 Hippo 信號通路參與了葡萄糖代謝。葡萄糖代謝缺陷產生的能量應激激活了 LATS 激酶，導致 YAP 磷酸化并抑制其細胞功能。Hippo 信號通路在葡萄糖存在時受到抑制，導致 YAP 激活，上調葡萄糖轉運體 3（glucose transporter 3，GLUT3）的轉錄，促進糖酵解[9]。并且 MST1 可以定位于線粒體，促進 MST1 依賴的 Bcl-xL 磷酸化，從而拮抗 Bcl-xL-Bax 結合、Bax 激活以及隨后的線粒體介導的凋亡[35]。
研究[37-38]表明，特發性肺動脈高壓中的肺動脈血管平滑肌細胞里出現缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）表達增加和類似于 Warburg 效應的代謝糖酵解轉變。HIF-1α 和 TAZ 通過直接蛋白-蛋白相互作用相互激活，HIF-1α 可以通過增加 TAZ 的合成和核定位來增加 TAZ 的表達和活性；抑制 TAZ 表達會削弱缺氧對 HIF-1α 靶基因的誘導，而抑制 HIF-1α 的表達會削弱 TAZ 介導的 CTGF 啟動子的轉錄激活[39]。除此之外，YAP 和 HIF-1α 可能相互作用以促進糖酵解，因為 YAP 可能定位于細胞核并阻止 HIF-1α 的降解[24]。
2.4 Hippo 通路與整合素連接激酶 1
整合素連接激酶 1（integrin-linked kinase 1，ILK1）是一種促增殖蛋白激酶，可以調節多種細胞粘附、整合素介導過程以及生長因子調控的過程[38]。Kudryashova 等[40]通過實驗發現在特發性肺動脈高壓中，LATS1 在重塑肺小動脈和遠端肺動脈血管平滑肌細胞中失活，誘導 YAP 的表達，LATS1 的失活和 YAP 的上調增加了肺動脈平滑肌細胞中纖維連接蛋白（fibronectin）的產生和分泌，從而上調了 ILK1。反過來，ILK1 負調控 LATS1。這個 YAP-fibronectin-ILK1 信號環控制著肺動脈平滑肌細胞的增殖和存活。除此之外，ILK1 反過來誘導 LATS1 失活，其被抑制能重新激活 Hippo/LATS1，并逆轉了已建立的肺血管重構和 PH，改善右心室的形態和功能[41]。
2.5 Hippo 通路與炎癥
自 1994 年 Tuder 等首次在 PAH 患者中發現炎癥浸潤以來，越來越多的報告支持炎癥在 PAH 的發展中起關鍵作用[42]。然而，Hippo 信號通路在炎癥調節中的作用尚不清楚。
研究[35]表明，MST1 獨立于 LATS-YAP 通路，是 T 細胞功能的關鍵中介，激酶 NDR1 和 NDR2 是 MST1 的下游效應因子，介導胸腺細胞和 T 細胞的遷移。事實上，被趨化因子刺激的 T 細胞中 LATS 和 YAP 的磷酸化狀態不受 MST1/2 缺失的影響，而與 NDR1/2（kinases nuclear Dbf2-related 1 and 2）介導了 MST1 下游 T 細胞的遷移[43]。這些發現表明，靶向調控 Hippo 通路的上游到 LATS1/2 可能是有利的治療，因為它也可能抑制在 PAH 中出現的炎癥環境[35]。
2.6 Hippo 通路與 Siah2
研究[44]表明，E3 泛素連接酶 Siah2（seven-in-absentia-homolog 2）在 MCT 誘導的 PAH 大鼠模型肺組織中表達升高，進而通過促進蛋白酶體依賴性的 LATS1/2 降解以及隨后的 YAP 上調和激活來調節 Hippo 信號通路。用 Siah2 抑制劑維生素 K3 或蛋白酶體抑制劑 MG-132 給藥可顯著抑制 MCT 誘導的 LATS1/2 的下調和 YAP 的激活，最終降低肺動脈血管生成、右心室收縮壓、右心室肥厚指數、肺動脈管壁厚度占肺動脈外徑的百分比（%MT）、肺動脈平滑肌細胞增殖和凋亡增強，表明 Siah2 作為一個新的靶點可能在 PAH 的治療中具有潛在的價值[45]。
3 小結
PH 是一類常見的進展性肺血管疾病，預后較差并且缺乏有效治療，對其進行透徹的研究有利于 PH 的治療。近年來有不少關于 Hippo 通路在肺血管重構中作用機制的研究，這些研究發現 Hippo 通路在 PH 的發生發展的多個環節均參與調控，展示了 Hippo 通路在此疾病中的重要性，同時也讓我們看到了新的希望。隨著對二者的深入了解，或可在 PH 的形成、發展以及治療靶點等方面取得新的突破。
利益沖突：無。
作者貢獻：宋芷若負責論文初稿撰寫；錢宏負責論文審閱與修改。