引用本文: 張小東, 楊照國, 唐世磊, 李航宇. 腫瘤細胞中不同信號通路調控YAP作用機理的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(10): 1270-1273. doi: 10.7507/1007-9424.20150331 復制
惡性腫瘤細胞具有低分化、高侵襲力及無限增殖的能力,其具體機理一直是人們研究的重點。近年來,HIPPO信號通路的發現為多年的機理研究帶來了一絲光明。作為一條高度保守的生長控制信號通路,其主要參與調控器官大小及細胞增殖凋亡過程[1],而下游的效應蛋白yes相關蛋白(yes association protein,YAP),在這一過程中發揮著舉足輕重的作用。YAP過表達會誘導細胞生長,抑制細胞凋亡,其功能缺失或降解又會抑制細胞生長,促進細胞凋亡。有研究[2]表明,YAP在多種腫瘤細胞中處于異常表達狀態,成為腫瘤惡性程度的決定者,故也被稱作致癌蛋白。就目前的研究進展來看,在腫瘤細胞中,YAP不僅受經典的HIPPO通路調控,同時也接受來自Rho-GTP、Wnt/β-Catenin、JNK等信號通路的調控。加深對YAP調控的認識,有望為惡性腫瘤的防治提供新的思路和策略。筆者現就腫瘤中不同通路對YAP的調控這一問題進行綜述。
1 YAP結構
YAP作為yes相關蛋白于1994年被發現[3],2005年,研究人員[4]在果蠅體內將其同源物Yorkie作為Warts相互作用蛋白分離出來,并將其定位為HIPPO通路的下游,YAP是經典HIPPO通路下游的轉錄共激活因子。YAP自身并沒有DNA結合位點,而存在多個結構域和特異性氨基酸序列[5],包括1個SH3連接模體、1~2個WW結構域、1個CC結構域和14-3-3蛋白結合位點,羧基末端有PDZ綁定基序,而氨基末端則是富脯氨酸的結構域。其中WW結構域能特異性識別并結合含Pro-Pro-X-Tyr(PPXY)序列配體[6],調節其與富含脯氨酸結構域的相互作用。通過這些結構域和特異性氨基酸序列,YAP能與TEAD家族轉錄因子、細胞周期素蛋白E等多種蛋白質相互作用,并接受多條細胞內信號轉導通路的調控,發揮著多元性的作用。
2 YAP與腫瘤
有研究[7]表明,人體內YAP基因存在于與腫瘤相關的染色體11q22上,其表達產物YAP蛋白的表達水平和細胞核定位上調是其發揮致癌效應的主要機理。最初在裸鼠肝臟上的研究[8]顯示,YAP的過表達促進了肝細胞增殖,并最終導致腫瘤形成。Xu等[9]在對177對肝癌組織及其癌旁組織的對比研究中發現,YAP在大約62%的肝癌組織中過表達并主要定位在肝癌細胞核中,且過表達的YAP與肝癌的不良分化有明顯關系,并且與血清中高AFP水平相關;同時發現YAP是肝癌的無病生存時間和總生存時間的獨立預測因素。近幾年對結腸腺癌、肺腺癌、卵巢漿液性囊腺瘤[2]、膀胱癌[10]等組織的研究發現,YAP在這幾種腫瘤細胞核中均異常高表達,提示YAP在細胞核內的表達上調促進了腫瘤的發生。
雖然目前大多數研究認為YAP是致癌蛋白,但有研究[11-12]發現,YAP在乳腺癌中卻扮演著腫瘤抑制蛋白的作用。2008年Yuan等[11]首次提出YAP在乳腺癌中發揮抑癌基因作用,在對侵襲性乳腺癌及正常組織的免疫組化分析中發現,良性組織的細胞核內YAP高度表達,且明顯高于細胞質中YAP表達水平,而惡性組織中YAP表達缺失。隨后,Jaramillo-Rodriguez等[12]對正常乳腺組織和乳腺導管細胞癌的免疫組化分析結果同樣揭示了YAP在乳腺癌中扮演了抑癌基因的角色;同時其研究結果還表明,YAP在不同乳腺癌分型中表達不同,作者分析這種YAP表達不同與人體內雌激素受體(ER)和孕激素受體(PR)相關,并推測YAP是ER和PR的共激活劑。這或許可以成為乳腺癌的潛在治療方法。YAP在乳腺癌細胞中發揮的作用與在其他腫瘤細胞中的作用不一樣,提示乳腺癌細胞中調控YAP的信號通路或許與其他腫瘤細胞中的信號通路不同,不同信號通路調控下的YAP可能會發揮不同的功能。
3 YAP的表達調控
YAP在不同腫瘤組織中的表達不同,故其發揮的作用也不同,這與上游信號通路對其表達調控相關。最初的研究[13]認為,HIPPO信號通路對YAP的表達起主要作用;目前越來越多的研究[14-16]表明,在腫瘤組織中存在多條信號通路調控YAP的表達。
3.1 HIPPO信號通路調控YAP的表達
在HIPPO信號通路中,YAP的活性主要受其核心成分MST1/2、WW45、LATS1/2和Mob1的調控[17],當細胞過度生長時,HIPPO通路被激活,MST1/2與其調控蛋白WW45結合形成的復合物,直接磷酸化LATS1/2,活化的LATS1/2轉而磷酸化YAP。最初的研究[18]發現,LATS1/2基因缺陷小鼠的細胞核內YAP的表達上調,并導致軟骨瘤和卵巢癌的發生。Zhao等[19]在對多種腫瘤細胞的研究中發現,YAP在第127位絲氨酸(S127)位點被LATS1/2磷酸化,并形成14-3-3蛋白結合位點,磷酸化后的YAP與之結合而失去轉錄活性,無法進入細胞核中發揮促生長作用而保留在細胞質中。YAP在細胞核中的定位上調是其發揮促生長作用的關鍵條件。然而,隨著對YAP研究的深入,人們發現YAP無法進入細胞核內發揮作用的原因,單純用LATS1/2在S127位點磷酸化YAP不能完全解釋。這表明存在著其他未知的調控YAP的方式。Zhao等[20]研究進一步發現,YAP上5個被共識的HXRXXS基序都可以被LATS1/2磷酸化,除外S127位點,LATS1/2在YAP第381位絲氨酸(S381)位點的磷酸化,將使YAP被CK1激酶磷酸化形成1個“phosphodegron”,“phosphodegron”可以被SCF(skp1-Cullin1-F-box)泛素連接酶關鍵連接物β-TRCP識別,在細胞質中進一步被泛素化降解。Zhou等[21]在肝癌的研究中發現,MST1/2通過磷酸化支架蛋白(Mob1)調控YAP的磷酸化,而這一過程并未激活LATS1/2。同時有研究[22]發現,磷酸化的Mob1更易結合LATS1/2,二者形成的復合物共同磷酸化YAP。由此可見,YAP的活性既依賴LATS1/2的直接磷酸化作用,又依賴LATS1/2-Mob1復合物的磷酸化調控, 這極大地豐富了經典HIPPO通路中的MST1/2-LATS1/2-YAP途徑。
3.2 Rho-GTP酶調控YAP的表達
以往的研究[23]表明,在腫瘤細胞中,Rho-GTP酶主要通過對細胞骨架重組的調控,調節腫瘤細胞的侵襲轉移過程。近幾年的研究[24-27]發現,Rho-GTP酶同樣也可作為YAP上游輸入信號對YAP進行調控,在腫瘤細胞中發揮作用。Yu等[25]的研究首次提出,腫瘤細胞中Rho-GTP酶的活性增加可以促進YAP的去磷酸化,增加其核轉錄活動。Wang等[26]通過在乳腺癌細胞中轉染Rho-GTP酶以及使用辛伐他汀抑制Rho-GTP酶活性,證實了Rho-GTP酶對YAP的調控作用,并發現細胞骨架的破壞誘導了YAP的磷酸化以及其在細胞質內的聚集,而且這一過程并不依賴MST1/2和LATS1/2的活性。隨后Sorrention等[27]通過研究多種細胞系中甲羥戊酸通路對YAP的調控時發現,Rho-GTP酶在細胞膜上的正確有效的定位,維持了YAP在細胞核中的聚集,并促進了其轉錄活性;接下來使用Rho-GTP酶的抑制劑C3轉移酶處理細胞后發現,在蛋白水平上,加速了YAP在S127位點的磷酸化及降解,降低了YAP的活性,但此過程并沒有激活LATS1/2激酶,而是一種未知的蛋白酶,由此發現Rho-GTP酶對YAP的調控并不依賴傳統的HIPPO通路。那是否依賴于細胞骨架的改變呢?有趣的是,該實驗同樣發現,細胞骨架的改變對YAP的調控既不依賴LATS1/2的活性,同時也區別于Rho-GTP酶對YAP的調控。因此,Rho-GTP酶對YAP的調控是一種獨立的非傳統的調控方式,這為未來腫瘤的臨床靶向治療提供了一個新的參考靶點。
3.3 Wnt/β-Catenin信號通路調控YAP的表達
Wnt/β-Catenin信號通路是一條極為保守的通路,其傳導過程的異常或障礙,將會導致細胞在生理代謝過程的異常,從而引起各種疾病甚至腫瘤發生。β鏈蛋白(β-Catenin)是該通路中重要的信號傳導蛋白,當Wnt存在的情況下[28],β-Catenin在細胞漿內積累,并進入細胞核與T細胞因子(TCF/LEF)家族形成復合物,激活靶基因。β-Catenin由細胞漿向細胞核內的轉移被認為是該信號被激活行使功能的標志。近年來,越來越多的研究[29-33]發現,Wnt/β-Catenin信號通路對YAP存在著一定的調控作用。Konsavage等[30]在結直腸癌的研究中發現,β-Catenin表達的減少伴隨著YAP在mRNA水平和蛋白質水平的減少,進一步的研究發現,YAP是Wnt/β-Catenin的直接靶基因,β-Catenin/TCF4復合體通過直接與YAP第1個內含子內的DNA增強元件結合,從而完成對YAP的表達調控。這是首次在轉錄水平上對YAP的調控表達方式進行闡述。在此基礎上,Wang等[31]通過對肝癌細胞的研究,不但證實了Wnt/β-Catenin在轉錄水平對YAP基因表達的直接調控作用,同時也令人驚奇地發現了Wnt下游的直接靶基因tribbles homolog 2 (TRIB2)也參與到了對YAP的調控,當Wnt存在時,TRIB2通過與β-TRCP泛素化連接酶作用,維持了翻譯后YAP蛋白的穩定性,確保了YAP作用的發揮。然而Heallen等[32]在對心肌細胞的研究中卻發現,YAP抑制了Wnt/β-Catenin信號通路,限制了β-Catenin對心肌細胞的分化及心臟的增大過程中的促進作用。為了解釋這一看似矛盾的現象,Azzolin等[33]對多種癌癥細胞進行研究后提出,β-Catenin、軸蛋白(Axin)、糖原合成酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,GSK3)以及YAP共同構成了細胞質破壞復合體(cytoplasmicdestruction complex),在Wnt信號缺失的細胞中,YAP與Axin緊密結合,占據主導地位,共同招募β-TRCP泛素化連接酶與破壞復合體的結合,復合體發揮功能,抑制β-Catenin的活性;當Wnt信號存在時,Wnt配體誘導大量輔助受體低密度脂蛋白受體相關蛋白6(low-density lipoprotein receptor-related protein,LRP6)的集聚,LRP6在和YAP競爭性結合Axin的過程中占據絕對優勢,使YAP從破壞復合體中分離出來,進入細胞核中集聚,同時激活靶基因的表達。綜上所述,Wnt/β-Catenin信號通路既能在轉錄水平調控YAP的表達,也能在翻譯后水平維持YAP蛋白的穩定,同時YAP在沒有Wnt信號的情況下也能抑制β-Catenin的活性,這極大地加深了我們對于YAP和Wnt信號通路的認識,有望為惡性腫瘤的防治提供新的思路和策略。
3.4 JNK信號通路調控YAP的表達
目前JNK信號通路調控YAP存在著兩種觀點。一種觀點認為,JNK信號通路能激活YAP,促進YAP在細胞核內的聚集,發揮致癌蛋白的作用。Kaneko等[34]在對果蠅和哺乳動物上皮細胞系MCF10A的研究中發現,JNK活化后能顯著減少YAP在S127位點的磷酸化,增加YAP在細胞核內的聚集,促進細胞增殖,此項功能的實現主要依靠JNK對Ajuba蛋白家族成員LIMD1和WTIP的磷酸化作用;該實驗還證實,JNK通過直接磷酸化LIMD1蛋白,促進LIMD1與LATS1的結合,抑制LATS1的活性表達,進而減少LATS1在S127位點對YAP的磷酸化作用,促進YAP向細胞核內的聚集。Codelia等[35]通過研究哺乳動物細胞中周期性牽張(cyclic stretch)對YAP活性的調控機理時發現,周期性牽張增加了YAP活性,促進細胞增殖分化,而該過程同樣依賴JNK信號通路對LIMD1的直接磷酸化作用,減少了YAP在S127位點的磷酸化。另一種觀點則認為,JNK信號通路能磷酸化YAP,而磷酸化后的YAP扮演了腫瘤抑制基因角色,促進了細胞凋亡。Tomlinson等[36]在對多種腫瘤細胞的研究中發現,JNK能在多個位點特異性磷酸化YAP,這些位點包括T119、S138、T154、S317和T362,并能增強YAP與p63直接結合的穩定性,促進細胞凋亡。這一觀點也與近年來發現YAP在一些乳腺癌中所發揮的腫瘤抑制作用相一致。
對于這兩種不同觀點,近幾年的研究[3, 34, 36]認為可能原因有兩方面:①YAP在不同的位點磷酸化,改變了YAP的空間結構,導致YAP行使不同的功能。②與YAP自身的結構相關。因YAP自身無DNA結合位點,故與YAP結合的轉錄共激活因子將決定其作用的發揮,與TEAD的結合[3]發揮了致癌基因的作用,而與p73/p63結合則行使了抑癌基因的作用。但具體的原因依然有待于進一步的探索。
4 結論
經典HIPPO通路、Rho-GTP酶、JNK信號通路和Wnt/β-Catenin信號通路對于通路中的關鍵調控蛋白YAP的調控作用,極大地加深和豐富了人們對于腫瘤形成機理的認識,為深入研究細胞生長調控和腫瘤的發生機理提供了有利的理論依據。但是目前對于腫瘤細胞中調控YAP的機理研究尚不充分,YAP是否還接受其他信號通路的調控尚不明確。因此,進一步探討腫瘤細胞中信號通路對于YAP的調控作用,以及強化對YAP調控靶點的研究,將會為未來的腫瘤臨床靶向治療提供新的思路和策略。
惡性腫瘤細胞具有低分化、高侵襲力及無限增殖的能力,其具體機理一直是人們研究的重點。近年來,HIPPO信號通路的發現為多年的機理研究帶來了一絲光明。作為一條高度保守的生長控制信號通路,其主要參與調控器官大小及細胞增殖凋亡過程[1],而下游的效應蛋白yes相關蛋白(yes association protein,YAP),在這一過程中發揮著舉足輕重的作用。YAP過表達會誘導細胞生長,抑制細胞凋亡,其功能缺失或降解又會抑制細胞生長,促進細胞凋亡。有研究[2]表明,YAP在多種腫瘤細胞中處于異常表達狀態,成為腫瘤惡性程度的決定者,故也被稱作致癌蛋白。就目前的研究進展來看,在腫瘤細胞中,YAP不僅受經典的HIPPO通路調控,同時也接受來自Rho-GTP、Wnt/β-Catenin、JNK等信號通路的調控。加深對YAP調控的認識,有望為惡性腫瘤的防治提供新的思路和策略。筆者現就腫瘤中不同通路對YAP的調控這一問題進行綜述。
1 YAP結構
YAP作為yes相關蛋白于1994年被發現[3],2005年,研究人員[4]在果蠅體內將其同源物Yorkie作為Warts相互作用蛋白分離出來,并將其定位為HIPPO通路的下游,YAP是經典HIPPO通路下游的轉錄共激活因子。YAP自身并沒有DNA結合位點,而存在多個結構域和特異性氨基酸序列[5],包括1個SH3連接模體、1~2個WW結構域、1個CC結構域和14-3-3蛋白結合位點,羧基末端有PDZ綁定基序,而氨基末端則是富脯氨酸的結構域。其中WW結構域能特異性識別并結合含Pro-Pro-X-Tyr(PPXY)序列配體[6],調節其與富含脯氨酸結構域的相互作用。通過這些結構域和特異性氨基酸序列,YAP能與TEAD家族轉錄因子、細胞周期素蛋白E等多種蛋白質相互作用,并接受多條細胞內信號轉導通路的調控,發揮著多元性的作用。
2 YAP與腫瘤
有研究[7]表明,人體內YAP基因存在于與腫瘤相關的染色體11q22上,其表達產物YAP蛋白的表達水平和細胞核定位上調是其發揮致癌效應的主要機理。最初在裸鼠肝臟上的研究[8]顯示,YAP的過表達促進了肝細胞增殖,并最終導致腫瘤形成。Xu等[9]在對177對肝癌組織及其癌旁組織的對比研究中發現,YAP在大約62%的肝癌組織中過表達并主要定位在肝癌細胞核中,且過表達的YAP與肝癌的不良分化有明顯關系,并且與血清中高AFP水平相關;同時發現YAP是肝癌的無病生存時間和總生存時間的獨立預測因素。近幾年對結腸腺癌、肺腺癌、卵巢漿液性囊腺瘤[2]、膀胱癌[10]等組織的研究發現,YAP在這幾種腫瘤細胞核中均異常高表達,提示YAP在細胞核內的表達上調促進了腫瘤的發生。
雖然目前大多數研究認為YAP是致癌蛋白,但有研究[11-12]發現,YAP在乳腺癌中卻扮演著腫瘤抑制蛋白的作用。2008年Yuan等[11]首次提出YAP在乳腺癌中發揮抑癌基因作用,在對侵襲性乳腺癌及正常組織的免疫組化分析中發現,良性組織的細胞核內YAP高度表達,且明顯高于細胞質中YAP表達水平,而惡性組織中YAP表達缺失。隨后,Jaramillo-Rodriguez等[12]對正常乳腺組織和乳腺導管細胞癌的免疫組化分析結果同樣揭示了YAP在乳腺癌中扮演了抑癌基因的角色;同時其研究結果還表明,YAP在不同乳腺癌分型中表達不同,作者分析這種YAP表達不同與人體內雌激素受體(ER)和孕激素受體(PR)相關,并推測YAP是ER和PR的共激活劑。這或許可以成為乳腺癌的潛在治療方法。YAP在乳腺癌細胞中發揮的作用與在其他腫瘤細胞中的作用不一樣,提示乳腺癌細胞中調控YAP的信號通路或許與其他腫瘤細胞中的信號通路不同,不同信號通路調控下的YAP可能會發揮不同的功能。
3 YAP的表達調控
YAP在不同腫瘤組織中的表達不同,故其發揮的作用也不同,這與上游信號通路對其表達調控相關。最初的研究[13]認為,HIPPO信號通路對YAP的表達起主要作用;目前越來越多的研究[14-16]表明,在腫瘤組織中存在多條信號通路調控YAP的表達。
3.1 HIPPO信號通路調控YAP的表達
在HIPPO信號通路中,YAP的活性主要受其核心成分MST1/2、WW45、LATS1/2和Mob1的調控[17],當細胞過度生長時,HIPPO通路被激活,MST1/2與其調控蛋白WW45結合形成的復合物,直接磷酸化LATS1/2,活化的LATS1/2轉而磷酸化YAP。最初的研究[18]發現,LATS1/2基因缺陷小鼠的細胞核內YAP的表達上調,并導致軟骨瘤和卵巢癌的發生。Zhao等[19]在對多種腫瘤細胞的研究中發現,YAP在第127位絲氨酸(S127)位點被LATS1/2磷酸化,并形成14-3-3蛋白結合位點,磷酸化后的YAP與之結合而失去轉錄活性,無法進入細胞核中發揮促生長作用而保留在細胞質中。YAP在細胞核中的定位上調是其發揮促生長作用的關鍵條件。然而,隨著對YAP研究的深入,人們發現YAP無法進入細胞核內發揮作用的原因,單純用LATS1/2在S127位點磷酸化YAP不能完全解釋。這表明存在著其他未知的調控YAP的方式。Zhao等[20]研究進一步發現,YAP上5個被共識的HXRXXS基序都可以被LATS1/2磷酸化,除外S127位點,LATS1/2在YAP第381位絲氨酸(S381)位點的磷酸化,將使YAP被CK1激酶磷酸化形成1個“phosphodegron”,“phosphodegron”可以被SCF(skp1-Cullin1-F-box)泛素連接酶關鍵連接物β-TRCP識別,在細胞質中進一步被泛素化降解。Zhou等[21]在肝癌的研究中發現,MST1/2通過磷酸化支架蛋白(Mob1)調控YAP的磷酸化,而這一過程并未激活LATS1/2。同時有研究[22]發現,磷酸化的Mob1更易結合LATS1/2,二者形成的復合物共同磷酸化YAP。由此可見,YAP的活性既依賴LATS1/2的直接磷酸化作用,又依賴LATS1/2-Mob1復合物的磷酸化調控, 這極大地豐富了經典HIPPO通路中的MST1/2-LATS1/2-YAP途徑。
3.2 Rho-GTP酶調控YAP的表達
以往的研究[23]表明,在腫瘤細胞中,Rho-GTP酶主要通過對細胞骨架重組的調控,調節腫瘤細胞的侵襲轉移過程。近幾年的研究[24-27]發現,Rho-GTP酶同樣也可作為YAP上游輸入信號對YAP進行調控,在腫瘤細胞中發揮作用。Yu等[25]的研究首次提出,腫瘤細胞中Rho-GTP酶的活性增加可以促進YAP的去磷酸化,增加其核轉錄活動。Wang等[26]通過在乳腺癌細胞中轉染Rho-GTP酶以及使用辛伐他汀抑制Rho-GTP酶活性,證實了Rho-GTP酶對YAP的調控作用,并發現細胞骨架的破壞誘導了YAP的磷酸化以及其在細胞質內的聚集,而且這一過程并不依賴MST1/2和LATS1/2的活性。隨后Sorrention等[27]通過研究多種細胞系中甲羥戊酸通路對YAP的調控時發現,Rho-GTP酶在細胞膜上的正確有效的定位,維持了YAP在細胞核中的聚集,并促進了其轉錄活性;接下來使用Rho-GTP酶的抑制劑C3轉移酶處理細胞后發現,在蛋白水平上,加速了YAP在S127位點的磷酸化及降解,降低了YAP的活性,但此過程并沒有激活LATS1/2激酶,而是一種未知的蛋白酶,由此發現Rho-GTP酶對YAP的調控并不依賴傳統的HIPPO通路。那是否依賴于細胞骨架的改變呢?有趣的是,該實驗同樣發現,細胞骨架的改變對YAP的調控既不依賴LATS1/2的活性,同時也區別于Rho-GTP酶對YAP的調控。因此,Rho-GTP酶對YAP的調控是一種獨立的非傳統的調控方式,這為未來腫瘤的臨床靶向治療提供了一個新的參考靶點。
3.3 Wnt/β-Catenin信號通路調控YAP的表達
Wnt/β-Catenin信號通路是一條極為保守的通路,其傳導過程的異常或障礙,將會導致細胞在生理代謝過程的異常,從而引起各種疾病甚至腫瘤發生。β鏈蛋白(β-Catenin)是該通路中重要的信號傳導蛋白,當Wnt存在的情況下[28],β-Catenin在細胞漿內積累,并進入細胞核與T細胞因子(TCF/LEF)家族形成復合物,激活靶基因。β-Catenin由細胞漿向細胞核內的轉移被認為是該信號被激活行使功能的標志。近年來,越來越多的研究[29-33]發現,Wnt/β-Catenin信號通路對YAP存在著一定的調控作用。Konsavage等[30]在結直腸癌的研究中發現,β-Catenin表達的減少伴隨著YAP在mRNA水平和蛋白質水平的減少,進一步的研究發現,YAP是Wnt/β-Catenin的直接靶基因,β-Catenin/TCF4復合體通過直接與YAP第1個內含子內的DNA增強元件結合,從而完成對YAP的表達調控。這是首次在轉錄水平上對YAP的調控表達方式進行闡述。在此基礎上,Wang等[31]通過對肝癌細胞的研究,不但證實了Wnt/β-Catenin在轉錄水平對YAP基因表達的直接調控作用,同時也令人驚奇地發現了Wnt下游的直接靶基因tribbles homolog 2 (TRIB2)也參與到了對YAP的調控,當Wnt存在時,TRIB2通過與β-TRCP泛素化連接酶作用,維持了翻譯后YAP蛋白的穩定性,確保了YAP作用的發揮。然而Heallen等[32]在對心肌細胞的研究中卻發現,YAP抑制了Wnt/β-Catenin信號通路,限制了β-Catenin對心肌細胞的分化及心臟的增大過程中的促進作用。為了解釋這一看似矛盾的現象,Azzolin等[33]對多種癌癥細胞進行研究后提出,β-Catenin、軸蛋白(Axin)、糖原合成酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,GSK3)以及YAP共同構成了細胞質破壞復合體(cytoplasmicdestruction complex),在Wnt信號缺失的細胞中,YAP與Axin緊密結合,占據主導地位,共同招募β-TRCP泛素化連接酶與破壞復合體的結合,復合體發揮功能,抑制β-Catenin的活性;當Wnt信號存在時,Wnt配體誘導大量輔助受體低密度脂蛋白受體相關蛋白6(low-density lipoprotein receptor-related protein,LRP6)的集聚,LRP6在和YAP競爭性結合Axin的過程中占據絕對優勢,使YAP從破壞復合體中分離出來,進入細胞核中集聚,同時激活靶基因的表達。綜上所述,Wnt/β-Catenin信號通路既能在轉錄水平調控YAP的表達,也能在翻譯后水平維持YAP蛋白的穩定,同時YAP在沒有Wnt信號的情況下也能抑制β-Catenin的活性,這極大地加深了我們對于YAP和Wnt信號通路的認識,有望為惡性腫瘤的防治提供新的思路和策略。
3.4 JNK信號通路調控YAP的表達
目前JNK信號通路調控YAP存在著兩種觀點。一種觀點認為,JNK信號通路能激活YAP,促進YAP在細胞核內的聚集,發揮致癌蛋白的作用。Kaneko等[34]在對果蠅和哺乳動物上皮細胞系MCF10A的研究中發現,JNK活化后能顯著減少YAP在S127位點的磷酸化,增加YAP在細胞核內的聚集,促進細胞增殖,此項功能的實現主要依靠JNK對Ajuba蛋白家族成員LIMD1和WTIP的磷酸化作用;該實驗還證實,JNK通過直接磷酸化LIMD1蛋白,促進LIMD1與LATS1的結合,抑制LATS1的活性表達,進而減少LATS1在S127位點對YAP的磷酸化作用,促進YAP向細胞核內的聚集。Codelia等[35]通過研究哺乳動物細胞中周期性牽張(cyclic stretch)對YAP活性的調控機理時發現,周期性牽張增加了YAP活性,促進細胞增殖分化,而該過程同樣依賴JNK信號通路對LIMD1的直接磷酸化作用,減少了YAP在S127位點的磷酸化。另一種觀點則認為,JNK信號通路能磷酸化YAP,而磷酸化后的YAP扮演了腫瘤抑制基因角色,促進了細胞凋亡。Tomlinson等[36]在對多種腫瘤細胞的研究中發現,JNK能在多個位點特異性磷酸化YAP,這些位點包括T119、S138、T154、S317和T362,并能增強YAP與p63直接結合的穩定性,促進細胞凋亡。這一觀點也與近年來發現YAP在一些乳腺癌中所發揮的腫瘤抑制作用相一致。
對于這兩種不同觀點,近幾年的研究[3, 34, 36]認為可能原因有兩方面:①YAP在不同的位點磷酸化,改變了YAP的空間結構,導致YAP行使不同的功能。②與YAP自身的結構相關。因YAP自身無DNA結合位點,故與YAP結合的轉錄共激活因子將決定其作用的發揮,與TEAD的結合[3]發揮了致癌基因的作用,而與p73/p63結合則行使了抑癌基因的作用。但具體的原因依然有待于進一步的探索。
4 結論
經典HIPPO通路、Rho-GTP酶、JNK信號通路和Wnt/β-Catenin信號通路對于通路中的關鍵調控蛋白YAP的調控作用,極大地加深和豐富了人們對于腫瘤形成機理的認識,為深入研究細胞生長調控和腫瘤的發生機理提供了有利的理論依據。但是目前對于腫瘤細胞中調控YAP的機理研究尚不充分,YAP是否還接受其他信號通路的調控尚不明確。因此,進一步探討腫瘤細胞中信號通路對于YAP的調控作用,以及強化對YAP調控靶點的研究,將會為未來的腫瘤臨床靶向治療提供新的思路和策略。