YAP與腫瘤關系的研究進展

陳 燁，魏 浩，張亞東

(遼寧大學 藥學院，遼寧省小分子靶向藥物研究中心，遼寧 沈陽 110036)

0 引言

YAP(Yes-Associated Protein)是Hippo-YAP信號通路中下游的效應蛋白，在1994年由Sudol等人首先發現.YAP也是Hippo信號通路的關鍵效應蛋白，在正常情況下發揮相應的生理作用；在非正常情況下YAP會參與腫瘤的產生，成為致癌基因的角色.通過綜述YAP在腫瘤細胞中的表達情況以及所發揮的作用，來表明腫瘤與YAP 之間的關系，從而為YAP在腫瘤治療中提供有力的理論支持.

1 YAP與Hippo信號通路概述

Hippo-YAP信號通路最先在果蠅體內被發現，后來陸續在哺乳動物中發現其同源蛋白[1].YAP約65kDa，基因位置位于人類染色體11q22上，包括兩種亞型Yes相關蛋白1(Yes-Associated Protein 1，YAP1)和Yes相關蛋白2(Yes-Associated Protein 2，YAP2)，其中YAP1含有一個WW結構域，YAP2含有兩個WW結構域[2].在Hippo信號通路中YAP是最主要的效應蛋白，YAP作為細胞內連接蛋白和轉錄激活因子，它在細胞內可以調控基因轉錄和信號轉導[3].Hippo信號通路是一條有關生長控制、調節的通路具有很高的保守性，通過調控細胞的增殖與凋亡，從而控制人體器官的大小.

2 Hippo信號通路的調節

2.1 上游調節因子的調節作用

目前發現的該因子有蛋白Ex(Expanded，Ex)、原鈣黏蛋白(Fat，Ft)、G 蛋白偶聯受體(G-Protein Coupled Receptor，GPCR)等.Ex蛋白能夠傳遞細胞表面受體所接受的信號，正常情況下Ex蛋白會阻礙細胞的生長發育，如果Ex蛋白失活會導致細胞過度增殖.Ft屬于原鈣黏蛋白家族成員，它可以作為Hippo-YAP信號通路的受體，Ft失活會增強凋亡抑制蛋白1(DrosophilaInhibitor of Apoptosis Protein1，DIAP1)的表達，導致細胞過度增殖.血液中的溶血磷脂酸(LysophosPhatidicAcid，LAP)與GPCR相結合后，能增強大腫瘤抑制因子激酶1/2(Largetumorsuppressor homology 1 and 2，Lats1/2)的活性，進而活化 YAP[4].對于上游調節因子還需要進一步的研究來闡述其具體作用機制.

2.2 核心組件的調節作用

哺乳動物的核心激酶鏈是由蛋白激酶Mst1/2(Mammalian sterile 20-like kinasesl and 2，Mst1/2)、Lats1/2、蛋白抗體Sav1(Salvador 1，Sav1)等核心組件構成.Mst1/2磷酸化后與 Sav1 結合，進而激活 Lats1/2，Lats1/2激活 YAP，使YAP停留在胞質中，導致下游基因的表達受阻.在上述的激酶鏈中，Mst1/2 有多種作用形式活化Lats1/2[5].最新的研究顯示，絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated ProteinKinaseKinaseKinaseKinase，MAP4Ks)在磷酸化后也可以活化Lats1/2[6-8].

2.3 下游效應因子的調節作用

目前已知的因子有DIAP1、bantam 及結締組織生長因子(Connective Tissue Growth Factor，CTGF)等.研究發現，果蠅中的DIAP1會使 caspase失活從而阻礙細胞凋亡，bantam異常表達也會將阻礙細胞的正常凋亡[9].在哺乳動物中CTGF是 YAP 的靶基因，YAP 通過活化 CTGF 促使細胞過度生長[10].

2.4 轉錄共激活因子的調節作用

轉錄共激活因子YAP在體內各組織中廣泛表達，它位于人類染色體11q22上[11].YAP 只能間接的與 DNA 結合，通過結合轉錄因子后才能促進下游基因的表達，進而調節細胞生長發育.YAP過表達時，會引起組織器官過度生長；YAP 失活時，會引起組織器官發育不良.

3 YAP與腫瘤

3.1 卵巢癌

卵巢癌為女性生殖系統常見的惡性腫瘤之一，它早期癥狀輕微不易被發現.早期卵巢癌很難被及時的發現，許多患者只有在中晚期才能進行有效的診斷，從而錯過了最佳的治療時期，導致該病具有較高的死亡率[12].最新的研究顯示，在卵巢癌細胞胞核和胞質中YAP的表達率遠高于正常卵巢細胞胞核和胞質的表達率，且差異具有統計學意義[13].卵巢癌患者的五年生存率與YAP的表達水平有著極為密切的關系，如果YAP在癌細胞核中表達率較高，那么該患者的五年生存率會降低50%，抑制YAP在癌細胞核的表達將會明顯提高順鉑對腫瘤細胞的殺滅作用[14].

晚期卵巢癌容易復發，對于復發的卵巢癌一般采用姑息療法.Zhang等[15]運用免疫組織化學技術一共檢測了284例卵巢癌患者組織的YAP表達情況，其中有40例患者YAP在細胞核中高表達，說明預后性可能較差.He等[16]發現YAP在小鼠卵巢組織中高表達會導致小鼠患卵巢癌，對正常的卵巢組織和卵巢癌組織分別進行免疫組織化學檢測，結果顯示正常組織中YAP免疫信號較低或者檢測不到，癌組織中YAP表達顯著增加，表明YAP是可以致癌的基因.以上研究表明，YAP在卵巢癌發生、發展過程中起到了促進作用.

3.2 宮頸癌

宮頸癌是女性生殖道的惡性腫瘤，發病率僅次于乳腺癌.Liu等[17]檢測了120例宮頸癌組織和22例正常宮頸組織中YAP的表達情況，結果顯示正常的宮頸組織上皮細胞中YAP不表達，有37例患者宮頸癌組織上皮細胞中YAP表達呈陽性.采用PCR技術檢測70例正常宮頸組織中人乳頭瘤病毒(Human Papilloma Virus，HPV)的感染狀況，有81%的人宮頸組織HPV表達呈陽性，在這些HPV陽性者中有54%的人YAP陽性表達，兩者可以結合用來鑒別宮頸是否病變[18].He等[19]也發現與正常的宮頸組織相比癌癥患者的宮頸組織的YAP表達率極高，在進展期宮頸癌患者組織中YAP的表達水平最高.

3.3 肺癌

肺癌是一種發病率、病死率極高的惡性腫瘤，近幾年發病率有上升的趨勢，其中非小細胞肺癌(Non Small Cell Lung Cancer，NSCLC)約占85%.研究發現，正常情況下YAP在肺組織細胞的表達率只占7%，YAP在肺癌組織的細胞核中表達率約為54%、細胞質的表達率約為86%，YAP在正常肺組織和肺癌組織的表達率有很明顯的差異且具有統計學意義[20].Wang等[21]運用免疫組化的方法對92例NSCLC患者的癌組織分析發現，約33%的患者組織中YAP表達呈強陽性且均在細胞核內，而對20例正常肺組織檢測顯示僅有15%的人組織中YAP高表達，NSCLC 患者癌組織中YAP表達為陰性比表達為陽性的患者五年生存率高.Cui等[22]通過研究人正常肺組織和肺腺癌組織YAP的表達情況，得出肺腺癌組織YAP表達率高于正常肺組織YAP表達率的結論.Kim等[23]對多例肺腺癌單因素研究顯示，細胞周期蛋白A和絲裂素活化蛋白激酶可促使細胞核內YAP高表達；通過多因素研究顯示，細胞周期蛋白A的表達與YAP的表達獨立相關，YAP常用于鑒別腫瘤的亞型.

3.4 前列腺癌

前列腺癌多發于老年人，發病率呈上升趨勢.李文賓[24]等分析發現：在32例前列腺癌患者中有25例患者癌組織YAP表達為陽性，在15例前列腺癌患者中有4例患者癌旁組織YAP表達為陽性，在15例前列腺增生患者組織中YAP全不表達，這些差異具有統計學意義.YAP的陽性表達與Gleason分級有關，分級越高YAP的陽性率越高.綜上所述，YAP極有可能成為前列腺癌治療診斷的新指標.

3.5 胰腺癌

胰腺癌是發病率較高的消化系統惡性腫瘤，惡性程度高，位于癌癥死亡的第四位[25].多年研究顯示，藥物二甲雙胍具有抗腫瘤的作用，經常服用二甲雙胍的高血糖患者和服用其它類型降糖藥物的患者相比患胰腺癌的概率更低[26-27].二甲雙胍可以通過干擾Hippo通路中的GPCR信號系統，來抑制胰腺癌細胞的產生[28].李映璇等[29]研究結果顯示，二甲雙胍能夠明顯抑制人胰腺癌細胞的增殖，且YAP蛋白的表達明顯降低，進一步證實了二甲雙胍抑制癌細胞的作用.李曉宇等[30]研究結果表明：胰腺癌組織的YAP表達率明顯高于胰腺正常組織的YAP表達率且具有統計學意義.

3.6 胃癌

胃癌常見于胃黏膜上皮和腺上皮是消化系統常見的惡性腫瘤之一，死亡率高.Da等[31]通過生物技術檢測98例胃癌患者癌組織和98例正常胃黏膜組織發現，YAP在這些組織當中的表達率分別為48%、13%具有統計學意義，同時發現YAP能促進凋亡抑制基因Survivin的表達，細胞凋亡受到抑制導致胃癌發生.Zhang等[32]運用免疫技術檢測了78例胃腺癌患者癌組織YAP表達情況，結果顯示有54例胃腺癌患者組織中YAP有表達，培養抑制YAP表達的胃癌細胞系，發現胃癌細胞的增殖和轉移明顯降低.Song等[33]檢測223例胃癌患者癌組織細胞核內YAP表達情況，發現約有27%的患者YAP表達呈陽性，腸型胃癌患者的生存率與癌組織YAP的陽性表達率呈負相關.敲除或沉默胃癌細胞的YAP基因則癌細胞的增殖和轉移能力明顯降低，在體外YAP基因的高表達可促進胃癌細胞的增殖和轉移.

3.7 肝癌

原發性肝癌是一種病死率極高的惡性腫瘤且手術后容易復發.Zhao等[34]檢測了115例肝癌患者的癌組織，發現超過50%的患者YAP表達率較高尤其是在細胞核內高表達，在正常肝細胞組織中只有5%的肝組織YAP表達呈陽性或弱陽性，結果表面YAP有可能參與肝癌的產生、發展.Wu等[35]研究發現，在肝癌患者癌組織中YAP表達率高的一般腫瘤的體積更大，更容易形成腫瘤多發灶、癌細胞轉移和浸潤等現象.在對小鼠的實驗中發現，升高肝臟中YAP的表達可以明顯地觀察到肝臟腫大，一段時間之后導致小鼠肝癌形成[36].升高小鼠肝臟中YAP的表達，第一周小鼠的肝臟體積比原來大一倍，第二周肝臟的重量達到體重的五分之一，五個月之后發展成了肝癌，當抑制YAP的表達之后，肝臟體積減小，肝實質的結構慢慢恢復，肝功能也恢復正常[37].通過以上研究表明，YAP與肝癌的發生緊密相關，提示我們Hippo-YAP信號通路可以作為治療肝臟腫瘤的新方向.

3.8 乳腺癌

在我國乳腺癌的發病率占女性惡性腫瘤的第一位，最近幾年發病率明顯上升且發病人群年輕化.在患有乳腺癌的小鼠模型中，沉默其YAP的表達可以延緩乳腺癌細胞的增殖和轉移.Wang等[38]通過免疫組化技術檢測了69例人乳腺癌組織發現有75%的患者癌組織中YAP有表達，說明YAP是和癌癥密切相關的基因.Overholtzer等[39]研究發現，在乳腺癌小鼠模型中YAP過表達造成其表型發生改變，如細胞凋亡受阻、細胞增殖加快、生長因子非依賴性增生，這些變化表明細胞惡化.劉玉等[40]檢測分析了60例乳腺癌患者的癌組織，對乳腺癌組織進行YAP陽性染色有20例患者顯示陽性，而對26例正常乳腺組織YAP陽性染色結果有1例為陽性，兩者差異具有統計學意義.提示：YAP過表達可能與乳腺癌的形成有關，也有可能成為診斷早期乳腺癌的一個標志.

3.9 結腸癌

在我國結腸癌是常見的消化道惡性腫瘤且發病率不斷升高，可能是飲食結構改變所致.結腸癌可以通過手術的方式切除病變部位，但是患者的5年生存率并沒有明顯升高.Plouffe等[41]研究發現，抑制YAP的表達可減少癌細胞對葡萄糖的攝取、延緩癌細胞的增殖和轉移.與正常的結腸組織相比結腸癌組織中YAP在細胞核、細胞質中都高表達，YAP的表達程度與腫瘤大小、預后顯著相關[42].Zhou等[43]研究表明，E3泛素連接酶1的HECT和錨蛋白結構域(HECT and Ankyrin domain containing E3 ubiquitin ligase 1，HACE1)可以直接作用YAP，上調HACE1表達可以抑制Hippo通路的活性，相反，缺失HACE1會激活YAP導致加快了結腸癌細胞的轉移與增殖.Yao等[44]研究發現，錨蛋白重復序列編碼的蛋白可以作用于YAP進而導致Hippo信號通路被異常激活，加快了結腸癌細胞的侵襲和轉移.對于晚期的結腸癌患者一般采取保守治療即化療，然而許多患者對化療藥物產生耐藥性.Song等[45]研究發現，敲除YAP基因可以加強癌細胞對5-氟尿嘧啶的敏感性，在使用5-氟尿嘧啶作為化療藥物的患者中，若癌細胞YAP表達率越高則腫瘤復發的幾率越大.

4 抑制YAP活性的藥物

根據已有的研究結果表明，抑制YAP的活性可以用來治療腫瘤.某些治療其它疾病的藥物也可以抑制YAP的活性.如藥物維替泊芬(Verteporfin，VP)是用來治療病理性近視、黃斑變性的光敏劑，VP是一種卟啉化合物，一般多為注射用藥.最新研究顯示，VP可以抵消或抑制YAP過表達所導致的肝臟異常腫大，長時間的注射VP可以延緩腫瘤的進程.他汀類降膽固醇藥物，通過控制三磷酸酶的活性來抑制YAP活性.達沙替尼、帕唑帕尼和氟伐他汀三藥聯用能夠增加化療藥對YAP介導型乳腺癌的治療效果.

最新的研究結果顯示，甲羥戊酸代謝途徑能夠調控YAP的活性.Sorrentino等[46]篩選了多種抗腫瘤藥，研究這些藥物在乳腺癌細胞系中對YAP細胞定位的影響，發現抑制HMG-CoA還原酶活性的他汀類藥物能夠有效地阻礙YAP進入細胞核.甲羥戊酸途徑產生的牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸(Geranylgeranyl Pyrophosphat，GGPP)可以修飾三磷酸酶，導致三磷酸酶在細胞膜上被激活，進而激活YAP.當他汀類藥物抑制HMG-CoA還原酶的活性，則不能產生GGPP，進而抑制三磷酸酶的活性，YAP不能表達[46].綜上所述，HMG-CoA還原酶抑制劑可能成為YAP的抑制劑.

余發星等[47]研究發現，G蛋白偶聯受體偶聯的G蛋白不同，對YAP的作用也不相同有可能抑制也有可能促進作用.溶血磷脂酸和1-磷酸鞘氨醇受體的激動劑多肽通過相關的受體抑制Latsl/2激酶，使YAP處于激活的狀態；而胰高血糖素、腎上腺素等激活鳥嘌呤核苷酸結合蛋白偶聯的受體，促進YAP磷酸化而失活[48].開發相應的抗體或激動劑可能成為新的治療手段，如1-磷酸鞘氨醇的阻斷抗體鞘氨醇正在臨床試驗階段[49].

5 展望

YAP與卵巢癌、宮頸癌、肺癌等形成密切相關，YAP的異常表達可能促進上述腫瘤的產生.在Hippo信號通路中YAP是起主要作用的效應因子，因此當Hippo信號通路發生異常或YAP異常激活可能會導致腫瘤產生.所以，通過對YAP基因的靶向治療可以延緩腫瘤的進展甚至根治腫瘤.轉錄增強因子(Transcriptional Enhancer Associate Domain transcription factors，TEADs)是YAP發揮促轉錄作用的關鍵因子，干擾YAP與TEADs的結合可作為抑制YAP活性的研究方向.市場上已有的藥物，例如VP可以作為YAP的抑制劑，但是目前還無法證明VP在治療腫瘤方面有足夠的安全性和有效性，還需要進一步的研究.隨著研究的深入，對YAP的作用機制將會更加清楚，在未來有望發現針對YAP基因的新型抗腫瘤藥物.