Yes相關蛋白1與腫瘤相關性的研究進展

張　寧，王　玉，王智勇(綜述)，張炳太(審校)

(山西醫科大學第二醫院 a.普外科, b.內分泌科, c.骨科，太原 030001)

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Yes相關蛋白1與腫瘤相關性的研究進展

張寧a△，王玉b，王智勇c(綜述)，張炳太a※(審校)

(山西醫科大學第二醫院 a.普外科, b.內分泌科, c.骨科，太原 030001)

摘要：轉錄輔激活因子Yes相關蛋白1(YAP1)作為Hippo信號通路下游的主要效應因子，在調控器官大小、促進組織再生和維持干細胞自我更新等方面發揮著重要作用。隨著對YAP1研究的深入，發現YAP1在多種腫瘤組織中呈高表達狀態，并可促進腫瘤的增殖、侵襲和轉移。因此，YAP1有望成為腫瘤早期診斷的分子標志物及腫瘤治療的潛在靶點。本文就YAP1的結構、生物學功能及其與腫瘤的相關性予以綜述。

關鍵詞：腫瘤；腫瘤轉移；治療；Yes相關蛋白1；Hippo信號通路

腫瘤是嚴重威脅人類生命和健康的疾病，腫瘤的形成與癌基因的激活、抑癌基因的失活、細胞周期異常表達、信號轉導通路的異常及細胞凋亡異常等有關。癌基因的激活、抑癌基因的失活是惡性腫瘤的重要特征，可引起細胞無限增殖，是惡性腫瘤形成的基礎，與腫瘤的發生、發展及預后密切相關。Yes相關蛋白1 (Yes-associated protein 1，YAP1)作為癌基因，在抑制細胞凋亡、喪失細胞接觸抑制、促進細胞異常增殖及細胞惡性轉化等方面發揮重要作用。現就YAP1的結構、生物學功能及其與腫瘤的相關性綜述如下。

1YAP1概述

1.1YAP1的結構和功能YAP1是Sudol[1]于1994年首次發現的一種細胞內連接蛋白和轉錄輔激活因子，其基因定位于人類染色體11q22[2]，編碼相對分子質量約65 000的鱗蛋白。YAP1中存在著多個結構域和特異氨基酸序列，包括富含脯氨酸的N端，TEAD(TEA domain family member)結合域，色氨酸-色氨酸(WW)結構域，Src homology 3綁定基序，轉錄激活結構域及羧基(-COOH)末端的post synaptic density protein綁定基序[3]，通過這些結構域或氨基酸序列，YAP1能與多種蛋白相互作用并參與多條細胞內信號轉導通路。例如，YAP1的WW結構域就是一種蛋白間的作用模塊，由三股反向平行的β片層組成，含兩個高度保守的色氨酸，可以特異識別并結合具有Pro-Pro-X-Tyr(PPXY，X為任何氨基酸)基序的配體(包括人第4個表皮生長因子受體、p73抑癌基因、p53BP2抑癌基因、成骨細胞特異性轉錄因子Runx2等)，調節與細胞增殖和凋亡相關的因子，維持器官的正常大小[4]。YAP1還可通過TEAD結合域激活下游靶基因，維持干細胞的多能性[5]。YAP1可增強在維持干細胞多功能分化方面起重要作用的基因polycomb group genes、Nanog(胚胎干細胞相關基因)、八聚體結合轉錄因子4及Y染色體性別決定區Box 2[(sex determining region Y)-Box 2，Sox2]等的表達，并且YAP1還可和八聚體結合轉錄因子4及Sox2形成正反饋調節通路[6]；同時YAP1還可激活白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)和骨形成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)信號通路并誘導這兩條信號通路中生長因子受體結合蛋白2相關結合蛋白1、白血病抑制因子受體、Smad2、骨形成蛋白受體1、Jak1和Sox2等基因的表達，研究表明LIF和BMP信號通路在維持干細胞多能性方面具有重要意義，且YAP1接受LIF通路的調控[5-6]。此外，在胚胎發育過程中YAP1也發揮著重要作用，比如，YAP1可參與神經嵴細胞、骨骼肌和成骨細胞的分化及心血管及心臟傳導系統的發育[7-8]。總之，在正常機體內，YAP1以磷酸化形式參與細胞內信號轉導和對其下游靶基因的調控，在維持機體正常生理活動中具有重要意義，其表達缺失可能導致人類眾多疾病的發生。

1.2YAP1與Hippo信號通路YAP1作為Hippo信號通路下游的主要靶因子，主要受Hippo信號通路調節。Hippo信號通路首先由Edgar[9]在黑腹果蠅中發現，其分子組成、作用機制和生物學功能在進化上高度保守。哺乳動物Hippo信號通路主要由多重上游信號輸入因子(FAT tumor suppressor homolog 4、Dachsous 1/2、FERM domain containing 6、Neurofibromatosis2、WW and C2 domain containing 1)，核心激酶級聯反應鏈(mammalian sterile 20-like kinase 1/2、Salvador 1、large tumor suppressor 1/2、mps one binder kinase activator-like 1)，下游轉錄共激活因子(Yes associated protein/Tafazzin、TEAD)及下游調節因子(apoptosis stimulating protein of p53-1/2、ras association domain family protein、Ajuba)4部分構成[10]。各部分在機體微環境中協調作用，構成了哺乳動物從細胞質到細胞核的傳導通路，通過調控細胞的增殖與凋亡保持機體內環境的平衡。Hippo信號通路主要通過磷酸化激酶級聯放大效應抑制YAP1功能，而YAP1還可和Angiomotin蛋白家族相互作用，通過非磷酸化形式抑制YAP1的功能[11]。磷酸化的YAP1與胞質14-3-3蛋白、α聯蛋白形成復合體，以非活性狀態被扣留在細胞質，同時，磷酸化的YAP1還可通過募集泛素連接酶肝細胞因子β-transducin repeats-containing proteins，通過泛素化途徑誘導自身的降解[3]。而未受抑制因素影響的YAP1則轉位至細胞核，研究發現YAP1可以和人類緊密連接蛋白2相互作用，促進YAP1的核轉位，而蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型14則抑制YAP1的核轉位[12]。位于細胞核的YAP1主要和轉錄輔激活因子TEAD1～4結合，作為輔轉錄因子發揮促進靶基因表達的作用[13]。

Sansores-Garcia等[14]研究表明，MASK1(人mask同族體)作為Hippo信號通路的新成員及功能調節旁路，和YAP1形成復合體，參與YAP1的完全激活，并在細胞核中增強YAP1的基因轉錄功能。Yu等[15]研究發現，YAP1還受G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor，GPCR)信號通路調控，并認為Hippo信號通路是GPCR信號通路下游的分支，并且GPCR激活G12/13、Gq/11或Gi/o能夠抑制YAP1的磷酸化，而激活其他Gs則誘導YAP1磷酸化(G12/13、Gq/11、Gi/o和Gs為4種不同的G蛋白)，比如過表達的腎上腺素能受體α1B、溶血磷脂酸受體等可抑制YAP1的磷酸化，而腎上腺素能受體β2、多巴胺D1受體、胰高血糖素受體可通過環磷腺苷和其依賴的蛋白激酶誘導YAP1的磷酸化。

2YAP1的腫瘤生物學研究

研究表明,在肝癌、胃癌、胰腺癌、結直腸癌等多種實體腫瘤中YAP1的表達都有不同程度升高[16-19]。在結直腸癌中YAP1的高表達與細胞周期素D1和B細胞淋巴瘤/白血病xL(B cell lymphoma/leukemia-xL，Bcl-xL)的高表達一致，并與腫瘤的淋巴結轉移(TNM)分期及淋巴結轉移相關；在胰腺癌中，抑制YAP1的表達可誘導胱天蛋白酶(caspase)依賴的細胞凋亡；在胃癌中，YAP1通過誘導存活蛋白表達，發揮抑制腫瘤細胞凋亡，促進腫瘤細胞增殖和促進腫瘤血管形成的作用；此外，在肝癌組織中，YAP1的表達和腫瘤細胞的低分化、血清甲胎蛋白的高表達及再發腫瘤的血管滲透相關，很有可能成為肝癌早期診斷及預測預后的血清標志物[16-19]。以上研究表明，YAP1可能在腫瘤的發生、發展過程中發揮重要作用。

2.1YAP1與惡性腫瘤的發生多項研究顯示YAP1具有促進細胞增殖、抑制細胞凋亡的特性[18-25]。YAP1主要通過影響細胞周期蛋白的表達發揮促進細胞增殖的作用。Wang等[17]研究發現，YAP1可通過誘導細胞周期素D1的過表達促進細胞周期進程，進而導致腫瘤細胞增殖。進一步體外實驗發現抑制肝癌細胞中YAP1的表達，可通過抑制細胞周期素E的表達，發揮降低癌細胞增殖的能力。此外，Rosenbluh等[20]發現，YAP1還可和轉錄因子β聯蛋白及T-框蛋白5形成復合體，促進凋亡抑制基因B細胞淋巴瘤2樣1基因、含5個桿狀病毒凋亡蛋白抑制因子重復序列的表達和細胞的惡性轉化。Diep等[21]利用RNA干擾抑制人胰腺癌BxPC-3及PANC-1細胞系中YAP1的活性，可明顯減弱癌細胞的活性及增殖能力，并證實抑制YAP1可增強caspase-3/7的活性，誘導caspase依賴的細胞凋亡。

2.2YAP1與惡性腫瘤的侵襲和轉移侵襲、轉移是惡性腫瘤的基本生物學特征，超過90%的腫瘤相關死亡由侵襲、轉移引起[22]。YAP1可通過促進腫瘤血管新生、增加腫瘤細胞外滲、促進上皮間質轉化等多種途徑來促進腫瘤的侵襲和轉移。Lamar等[16]研究發現YAP1可通過TEAD結合域促進下游基因結締組織生長因子、受體酪氨酸激酶亞家族成員Anexelekto、成纖維細胞生長因子1受體、雙調蛋白的表達，可提高乳腺癌細胞和黑色素瘤細胞的侵襲、轉移能力。在肝癌細胞中抑制內生YAP1的表達，降低YAP1的活性，可抑制肝癌細胞的增殖和侵襲[3]。

細胞外基質和基底膜的降解、破壞是腫瘤轉移過程中的重要事件，而基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是這一事件的有效促成者，同時，MMPs還參與腫瘤微環境的形成，促進原發性和繼發性腫瘤的生長[26]。王洋[23]在非小細胞肺癌中發現YAP1可通過抑制MMPs組織抑制因子1的轉錄來促進MMP-9的活化，增強腫瘤細胞的侵襲、轉移能力。同樣，張靖等[19]研究發現，YAP1下調后可引起胃癌細胞中增殖細胞核抗原和MMP-2蛋白表達水平的下降，進而抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移。

上皮-間質轉化(epithelial- mesenchymal transition，EMT)與腫瘤侵襲、轉移及耐藥等惡性行為密切相關，研究發現YAP1在人乳腺癌MCF-10A細胞中高表達，可促使細胞EMT發生[22]。Hao等[24]的研究進一步表明YAP1通過誘導成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor 1，FGFl)、血小板原性生長因子β(platelet derived growth factor-β，PDGF-β)的高表達，促進細胞惡性轉化及EMT發生，同時發現高表達的YAP1還可抑制p57和RAS相關結構域家族4等腫瘤抑制因子的表達，而腫瘤抑制因子的低表達可導致EMT的發生并促進細胞的侵襲轉移。

2.3YAP1的抑癌作用Yuan等[25]研究發現，YAP1在乳腺癌中呈低表達甚至不表達狀態，且沉默YAP1基因的乳腺癌細胞呈現更高的轉移和侵襲能力。同樣，在經過放射治療的前列腺癌組織中，YAP1通過與早期生長因子1相互作用，激活Bax(Bcl2-associated X protein)啟動子，通過促進Bax表達改變 Bcl-2與Bax的比值，進而激活caspase-3/9，促進caspase依賴的細胞凋亡[27]。此外，YAP1還能增強DNA受損后p73介導的凋亡靶基因的轉錄，誘導細胞凋亡[28]。DNA受損后，可激活非受體酪氨酸激酶活性，活化的非受體酪氨酸激酶磷酸化YAP1的357位點可增加其與p73結構中PPXY基序的結合能力，并增強p73的穩定性及轉錄活性，進而加強p73介導的凋亡靶基因p53誘導基因3和Bax的活性，促進細胞凋亡。YAP1還可通過與Itch競爭p73結構中的PPXY基序，減少Itch與p73的結合，進而降低Itch介導的p73的水解，穩定p73介導的細胞凋亡功能[28-29]。

3YAP1的價值及展望

近年來有關YAP1的研究取得了重大進展，其在腫瘤發生、發展中的地位及在腫瘤治療中的價值已得到關注。研究該分子及其相關因子的關系及如何操縱該分子的表達，或許將為腫瘤的治療提出新的思路。然而，還有許多問題值得深入研究，比如YAP1是否參與腫瘤細胞的自噬，其活性突變體是否存在，機體是否可以產生針對YAP1的腫瘤特異性免疫效應等。期望通過對YAP1的深入研究和探索，可以找到治療腫瘤的有效分子生物靶點，從而在臨床上為腫瘤的生物治療開辟新的途徑。

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Research Advancement in the Correlation between Yes-associated Protein 1 and Tumors

ZHANGNinga,WANGYub,WANGZhi-yongc,ZHANGBing-taia.

(a.DepartmentofGeneralSurgery,b.DepartmentofEndocrinology,c.DepartmentofOrthopedics,theSecondAffiliatedHospitalofShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China)

Abstract:The transcriptional co-activator Yes-associated protein 1(YAP1)as a major downstream factor of the Hippo-YAP signaling pathway plays an important role in regulating organ size,promoting tissue regeneration and it also participates in maintaining self-renewal of stem cells.In recent years,an increasing number of evidence demonstrated that YAP1 was highly expressed in many kinds of tumors and promoted their proliferation,invasion and metastasis.Consequently,YAP1 might be a new molecular marker in early diagnosis of tumors,and a potential target for cancer treatment.Here is to make a review of the structure,biological function of YAP1 and its correlation with tumors.

Key words:Neoplasms; Neoplasms metastasis; Therapy; Yes-associated protein 1; Hippo signaling pathway

收稿日期:2013-12-23修回日期:2014-06-25編輯:孫洪芳

基金項目：山西省科技攻關項目(20110313013-3)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.01.019

中圖分類號：R73

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)01-0047-04