靶向Hippo信號通路治療原發性肝癌的研究進展*

鄒 晨 方 淼 高月求 張 鑫

上海中醫藥大學附屬曙光醫院臨床免疫研究所,上海市中醫臨床重點實驗室,上海中醫藥大學附屬曙光醫院肝病科 (上海,201203)

原發性肝癌(肝癌)是臨床常見惡性腫瘤,包括肝細胞癌(HCC)和肝內膽管細胞癌(ICC)。近年來,肝癌發病率呈不斷上升趨勢,2020年全球原發性肝癌發病率為4.7%,死亡率為8.3%,位居全球常見惡性腫瘤第5位和腫瘤致死病因第3位[1]。因早期診斷難,且具有高轉移、高復發等特點,大多數患者確診時已處于中晚期,導致肝癌預后差,5年生存率低于15%[2]。因此,闡明原發性肝癌的發病機制和影響因素,并探索新的治療靶點是原發性肝癌研究的難點與熱點。Hippo信號通路是經典的機械信號轉導通路,參與調控細胞增殖、早期胚胎發育、組織器官大小調節及肝臟發育再生等過程[3]。隨著研究深入,Hippo信號通路在腫瘤發生發展中的作用被發現,已證實其在調控肝癌細胞增殖、轉移,塑造腫瘤微環境等方面具有重要作用[4]。本文就Hippo信號通路在原發性肝癌發生發展中的調控機制以及靶向Hippo通路抑制原發性肝癌發生發展的研究進展進行綜述,以期為原發性肝癌新的靶向療法提供參考。

1 Hippo信號通路

Hippo信號通路的主要成分為上游核心級聯激酶和下游轉錄共激活因子。哺乳動物上游核心級聯激酶鏈主要由ste20樣激酶1/2(MST1/2)、大型腫瘤抑制因子1/2(LATS1/2)組成,下游轉錄共激活因子主要由Yes相關蛋白(YAP)和含PDZ結合基序的轉錄共激活因子(TAZ)組成[5]。

當細胞感受到細胞間接觸、細胞極性、能量狀態、壓力等信號,MST1/2、LATS1/2激酶級聯啟動,進一步磷酸化YAP/TAZ,磷酸化的YAP/TAZ可與14-3-3蛋白結合而滯留于細胞質,也可通過泛素化途徑降解[3-5]。當Hippo信號通路受到抑制,非磷酸化的YAP/TAZ則進入細胞核與TEA結構域1-4(TEAD1-4)結合,啟動下游靶基因轉錄,從而促進細胞增殖、抑制細胞凋亡、調控組織生長[6]。

2 Hippo信號通路在原發性肝癌中的調控作用

Hippo信號通路對原發性肝癌的調控作用主要體現在調控細胞增殖、自噬、侵襲轉移、腫瘤耐藥、腫瘤微環境等方面。目前Hippo通路與原發性肝癌相關性研究聚焦于下游關鍵效應分子YAP/TAZ。

2.1 細胞增殖 肝細胞是哺乳動物體內具有高度再生能力的細胞,在正常情況下,肝細胞增殖與凋亡保持動態平衡;當Hippo通路失活時,肝細胞無限增殖,肝臟發育異常,HCC形成[7]。MST1/2 DKO小鼠肝細胞中YAP異常高表達,導致肝臟腫大、HCC發生,而抑制YAP表達可恢復肝臟正常生長[8]。研究發現c-Myc誘導的HCC模型小鼠因Hippo信號通路失活,TAZ表達水平明顯升高,可通過TAZ-BCL2L12軸抑制細胞凋亡,從而促進c-Myc依賴的HCC發生[9]。

2.2 細胞自噬 自噬缺陷能抑制YAP降解并導致其核積累,YAP是自噬缺陷誘導組織重塑和HCC發生的驅動因素,Lee等[10]研究發現,自噬相關蛋白7(Atg7)敲除的小鼠肝細胞質和細胞核內YAP均高表達,促進肝臟腫大和腫瘤發生。此外,YAP在化療耐藥型肝癌細胞系中顯著高表達,通過抑制自噬相關細胞死亡促進肝癌的耐藥性。

2.3 侵襲轉移 YAP/TAZ在肝癌組織中過表達,與腫瘤的血管侵襲、上皮間質轉化(EMT)成正相關,加速肝癌進展[11]。TAZ敲除的肝癌細胞系E-鈣粘蛋白表達增加,N-鈣黏蛋白表達減少;基質金屬蛋白酶2(MMP2)和基質金屬蛋白酶-9(MMP9)的功能減弱,抑制EMT,降低肝癌細胞的侵襲性[12]。

2.4 腫瘤微環境 腫瘤微環境(TME)是腫瘤細胞生長的組織環境,其中腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)等多種免疫抑制細胞及分泌的炎性因子是促進HCC生長、侵襲和免疫逃逸的關鍵成分[13]。研究表明,MST1/2的失活導致促炎因子表達上調,大量M1型或M1、M2混合型巨噬細胞肝內浸潤,促進肝臟炎癥和HCC發生[8]。

2.5 腫瘤耐藥 索拉菲尼是HCC治療的一線化療藥物,然而腫瘤耐藥降低了索拉菲尼促進肝癌細胞凋亡、抑制增殖的效果,從而降低患者生存率。已有研究證實,Hippo信號通路尤其是YAP表達水平與肝癌細胞對索拉菲尼的敏感性密切相關。YAP可通過抑制索拉菲尼誘導的肝癌細胞凋亡和鐵死亡以及促進肝臟腫瘤干細胞自我更新,誘導腫瘤復發和耐藥[14]。

3 靶向調控Hippo信號通路治療原發性肝癌的靶點

Hippo信號通路上游核心成分是級聯激酶,可針對這些激酶設計抑制劑,進而抑制YAP/TAZ過表達和核轉位,也可設計相關抑制劑直接抑制YAP/TAZ高表達或改變其核質分布狀態,最終阻斷腫瘤發生發展。因此Hippo信號通路的調控尤其是直接或間接調控YAP/TAZ表達水平及核質分布狀態是治療原發性肝癌的潛在治療靶點。

3.1 間接調控轉錄共激活因子YAP/TAZ 轉錄共激活因子YAP/TAZ的亞細胞定位和表達受到上游激酶MST/LATS的嚴格調控,含有WW和C2結構域的蛋白(WWC)、神經纖維蛋白2(NF2)、T盒轉錄因子3(TBX3)、lncRNA LOC107985656能直接或間接增加MST/LATS激酶活性,啟動Hippo通路,促進YAP/TAZ磷酸化和蛋白酶體降解,抑制肝癌發生[15,16]。GTP結合蛋白家族成員Septin 6(SEPT6)、RACGTPase激活蛋白1(RACGAP1)直接抑制LATS磷酸化,Hippo通路關閉,YAP入核增加,啟動下游靶基因轉錄表達,促進肝癌進展[17]。通過調控激酶MST/LATS活性間接調控YAP/TAZ的機制見圖1。

圖1 靶向調控Hippo激酶的級聯反應簡圖

3.2 直接調控轉錄共激活因子YAP/TAZ 作為Hippo通路的核心效應分子,YAP/TAZ的表達水平和亞細胞定位調控細胞增殖、凋亡、EMT等相關靶基因的轉錄表達,與腫瘤發生發展密切相關。因此明確調控YAP/TAZ轉錄、翻譯后修飾、細胞亞定位的靶點,為后期開發治療原發性肝癌的靶向藥物具有重要的意義。目前發現的原發性肝癌中直接調控YAP/TAZ的相關分子見表1。

表1 原發性肝癌中直接調控YAP/TAZ的相關分子

4 Hippo信號通路與原發性肝癌的治療

鑒于Hippo信號通路在原發性肝癌發生發展中的作用,調控Hippo信號通路尤其是抑制YAP/TAZ的表達和細胞亞定位成為治療原發性肝癌的有效潛在靶點。目前研究已發現多種藥物可以通過調節Hippo通路起到抑制肝癌的作用。

4.1 化學合成藥物 目前多種藥物和分子抑制劑在體外研究中表現出良好的抗肝癌效果,靶點聚焦在Hippo信號通路YAP/TAZ:2型糖尿病一線治療藥物二甲雙胍能直接抑制LATS1/2,促進YAP1磷酸化,從而抑制IL-22誘導的肝癌細胞增殖、遷移,促進細胞凋亡[31]。Higashi等[32]發現氟伐他汀和辛伐他汀可下調Huh1細胞TAZ的表達水平、抑制TAZ靶基因CYR61和CTGF表達,減弱細胞增殖能力;臨床研究也發現服用他汀類藥物后,HCC術后患者的無復發生存期延長。Kong等[33]研究表明,YAP/TAZ的高表達促進了肝癌對表觀“閱讀器”溴結構域和超末端結構域蛋白(BET)抑制劑的耐藥性,磷酸二酯酶5(PDE5)抑制劑他達拉非可激活Hippo通路,降低YAP/TAZ表達;他達拉非和小分子BET抑制劑JQ-1聯合干預 c-Myc/N-RAS誘導的肝癌模型小鼠,能抑制腫瘤進展,延長小鼠存活時間,提示BET抑制劑與他達拉非通過抑制YAP/TAZ的表達增強了BET抑制劑的抗癌效果。獲中國FDA批準的抗癌候選藥物—多靶點抑制劑CT-707能顯著提高YAP磷酸化水平、抑制核轉位,抑制肝癌細胞系增殖及異種移植瘤模型小鼠的腫瘤生長[34]。

由此可見,目前臨床一些常用藥物或抑制劑,如降糖、降脂、抗癌的藥物,可通過調控YAP/TAZ的活性,發揮抗肝癌的作用,為臨床藥物的使用提供了新的思路,但一些新的藥物療效尚在研究中,其療效的重復性和藥物安全性還有待進一步探索。

4.2 中草藥及植物提取物 大量研究表明,天然植物產品在人類腫瘤細胞中表現出腫瘤抑制活性,可作為腫瘤抑制劑,目前已發現某些天然活性成分通過激活Hippo通路尤其是Hippo通路上游激酶抑制肝癌:吳茱萸的主要活性成分吳茱萸堿和臨床用于白血病治療的高三尖杉酯堿(HHT)通過激活Hippo通路發揮抗肝癌增殖轉移和促凋亡作用[35,36];中藥木通中分離的木犀草素可上調SMMC-7721和HepG2細胞中MST1/2的表達,激活Hippo信號通路,抑制肝癌細胞增殖、誘導細胞凋亡[37]。

此外,還有部分天然植物產品能夠直接降低YAP/TAZ的豐度、抑制YAP/TAZ的功能,從而抑制肝癌發生發展:山藥活性成分薯蕷皂苷元、牛樟芝菌絲中分離的4-acetylantrocamol LT3(4AALT3)和華北楊樹蜂膠提取物黃酮類、酯類抑制YAP/TAZ的表達和活性,抑制HepG2增殖轉移,促進細胞凋亡[38];槐耳誘導肝癌細胞凋亡,抑制EMT依賴于YAP1的泛素化降解[39];科羅索酸通過降低YAP表達和誘導蛋白質O-連接N-乙酰葡萄糖胺糖基化,抑制高糖條件下的肝癌細胞增殖[40]。

以上研究表明,天然植物產品通過調控Hippo通路抑制肝癌的發生發展,但如何高效、穩定地提取其活性成分以及評價其安全性仍有待進一步探索。

5 結語

總而言之,Hippo信號通路可調控原發性肝癌患者的腫瘤細胞增殖、自噬、侵襲轉移、腫瘤微環境及靶向藥物的耐藥,其中YAP/TAZ的高表達是原發性肝癌發生發展的重要環節,也是原發性肝癌治療的新靶點。目前,靶向Hippo信號通路的藥物尤其是YAP和TAZ抑制劑已成為近年來研發的熱點,但其有效性和安全性仍缺乏動物實驗和臨床試驗驗證。隨著調控Hippo信號通路的關鍵因子逐漸被挖掘,其調節網絡越來越多樣化,也有針對上游激酶抑制的開發。因此,隨著研究的深入,將會有更多的調控機制被闡明,靶向Hippo信號通路的治療思路也更開闊,為潛在藥物的研發提供了新思路,為靶向Hippo信號通路提高肝癌療效提供了更多可能性。