Yes相关蛋白1与肿瘤相关性的研究进展

张　宁，王　玉，王智勇(综述)，张炳太(审校)

(山西医科大学第二医院 a.普外科, b.内分泌科, c.骨科，太原 030001)



Yes相关蛋白1与肿瘤相关性的研究进展

张宁a△，王玉b，王智勇c(综述)，张炳太a※(审校)

(山西医科大学第二医院 a.普外科, b.内分泌科, c.骨科，太原 030001)

摘要：转录辅激活因子Yes相关蛋白1(YAP1)作为Hippo信号通路下游的主要效应因子，在调控器官大小、促进组织再生和维持干细胞自我更新等方面发挥着重要作用。随着对YAP1研究的深入，发现YAP1在多种肿瘤组织中呈高表达状态，并可促进肿瘤的增殖、侵袭和转移。因此，YAP1有望成为肿瘤早期诊断的分子标志物及肿瘤治疗的潜在靶点。本文就YAP1的结构、生物学功能及其与肿瘤的相关性予以综述。

关键词：肿瘤；肿瘤转移；治疗；Yes相关蛋白1；Hippo信号通路

肿瘤是严重威胁人类生命和健康的疾病，肿瘤的形成与癌基因的激活、抑癌基因的失活、细胞周期异常表达、信号转导通路的异常及细胞凋亡异常等有关。癌基因的激活、抑癌基因的失活是恶性肿瘤的重要特征，可引起细胞无限增殖，是恶性肿瘤形成的基础，与肿瘤的发生、发展及预后密切相关。Yes相关蛋白1 (Yes-associated protein 1，YAP1)作为癌基因，在抑制细胞凋亡、丧失细胞接触抑制、促进细胞异常增殖及细胞恶性转化等方面发挥重要作用。现就YAP1的结构、生物学功能及其与肿瘤的相关性综述如下。

1YAP1概述

1.1YAP1的结构和功能YAP1是Sudol[1]于1994年首次发现的一种细胞内连接蛋白和转录辅激活因子，其基因定位于人类染色体11q22[2]，编码相对分子质量约65 000的鳞蛋白。YAP1中存在着多个结构域和特异氨基酸序列，包括富含脯氨酸的N端，TEAD(TEA domain family member)结合域，色氨酸-色氨酸(WW)结构域，Src homology 3绑定基序，转录激活结构域及羧基(-COOH)末端的post synaptic density protein绑定基序[3]，通过这些结构域或氨基酸序列，YAP1能与多种蛋白相互作用并参与多条细胞内信号转导通路。例如，YAP1的WW结构域就是一种蛋白间的作用模块，由三股反向平行的β片层组成，含两个高度保守的色氨酸，可以特异识别并结合具有Pro-Pro-X-Tyr(PPXY，X为任何氨基酸)基序的配体(包括人第4个表皮生长因子受体、p73抑癌基因、p53BP2抑癌基因、成骨细胞特异性转录因子Runx2等)，调节与细胞增殖和凋亡相关的因子，维持器官的正常大小[4]。YAP1还可通过TEAD结合域激活下游靶基因，维持干细胞的多能性[5]。YAP1可增强在维持干细胞多功能分化方面起重要作用的基因polycomb group genes、Nanog(胚胎干细胞相关基因)、八聚体结合转录因子4及Y染色体性别决定区Box 2[(sex determining region Y)-Box 2，Sox2]等的表达，并且YAP1还可和八聚体结合转录因子4及Sox2形成正反馈调节通路[6]；同时YAP1还可激活白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)和骨形成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)信号通路并诱导这两条信号通路中生长因子受体结合蛋白2相关结合蛋白1、白血病抑制因子受体、Smad2、骨形成蛋白受体1、Jak1和Sox2等基因的表达，研究表明LIF和BMP信号通路在维持干细胞多能性方面具有重要意义，且YAP1接受LIF通路的调控[5-6]。此外，在胚胎发育过程中YAP1也发挥着重要作用，比如，YAP1可参与神经嵴细胞、骨骼肌和成骨细胞的分化及心血管及心脏传导系统的发育[7-8]。总之，在正常机体内，YAP1以磷酸化形式参与细胞内信号转导和对其下游靶基因的调控，在维持机体正常生理活动中具有重要意义，其表达缺失可能导致人类众多疾病的发生。

1.2YAP1与Hippo信号通路YAP1作为Hippo信号通路下游的主要靶因子，主要受Hippo信号通路调节。Hippo信号通路首先由Edgar[9]在黑腹果蝇中发现，其分子组成、作用机制和生物学功能在进化上高度保守。哺乳动物Hippo信号通路主要由多重上游信号输入因子(FAT tumor suppressor homolog 4、Dachsous 1/2、FERM domain containing 6、Neurofibromatosis2、WW and C2 domain containing 1)，核心激酶级联反应链(mammalian sterile 20-like kinase 1/2、Salvador 1、large tumor suppressor 1/2、mps one binder kinase activator-like 1)，下游转录共激活因子(Yes associated protein/Tafazzin、TEAD)及下游调节因子(apoptosis stimulating protein of p53-1/2、ras association domain family protein、Ajuba)4部分构成[10]。各部分在机体微环境中协调作用，构成了哺乳动物从细胞质到细胞核的传导通路，通过调控细胞的增殖与凋亡保持机体内环境的平衡。Hippo信号通路主要通过磷酸化激酶级联放大效应抑制YAP1功能，而YAP1还可和Angiomotin蛋白家族相互作用，通过非磷酸化形式抑制YAP1的功能[11]。磷酸化的YAP1与胞质14-3-3蛋白、α联蛋白形成复合体，以非活性状态被扣留在细胞质，同时，磷酸化的YAP1还可通过募集泛素连接酶肝细胞因子β-transducin repeats-containing proteins，通过泛素化途径诱导自身的降解[3]。而未受抑制因素影响的YAP1则转位至细胞核，研究发现YAP1可以和人类紧密连接蛋白2相互作用，促进YAP1的核转位，而蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型14则抑制YAP1的核转位[12]。位于细胞核的YAP1主要和转录辅激活因子TEAD1～4结合，作为辅转录因子发挥促进靶基因表达的作用[13]。

Sansores-Garcia等[14]研究表明，MASK1(人mask同族体)作为Hippo信号通路的新成员及功能调节旁路，和YAP1形成复合体，参与YAP1的完全激活，并在细胞核中增强YAP1的基因转录功能。Yu等[15]研究发现，YAP1还受G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor，GPCR)信号通路调控，并认为Hippo信号通路是GPCR信号通路下游的分支，并且GPCR激活G12/13、Gq/11或Gi/o能够抑制YAP1的磷酸化，而激活其他Gs则诱导YAP1磷酸化(G12/13、Gq/11、Gi/o和Gs为4种不同的G蛋白)，比如过表达的肾上腺素能受体α1B、溶血磷脂酸受体等可抑制YAP1的磷酸化，而肾上腺素能受体β2、多巴胺D1受体、胰高血糖素受体可通过环磷腺苷和其依赖的蛋白激酶诱导YAP1的磷酸化。

2YAP1的肿瘤生物学研究

研究表明,在肝癌、胃癌、胰腺癌、结直肠癌等多种实体肿瘤中YAP1的表达都有不同程度升高[16-19]。在结直肠癌中YAP1的高表达与细胞周期素D1和B细胞淋巴瘤/白血病xL(B cell lymphoma/leukemia-xL，Bcl-xL)的高表达一致，并与肿瘤的淋巴结转移(TNM)分期及淋巴结转移相关；在胰腺癌中，抑制YAP1的表达可诱导胱天蛋白酶(caspase)依赖的细胞凋亡；在胃癌中，YAP1通过诱导存活蛋白表达，发挥抑制肿瘤细胞凋亡，促进肿瘤细胞增殖和促进肿瘤血管形成的作用；此外，在肝癌组织中，YAP1的表达和肿瘤细胞的低分化、血清甲胎蛋白的高表达及再发肿瘤的血管渗透相关，很有可能成为肝癌早期诊断及预测预后的血清标志物[16-19]。以上研究表明，YAP1可能在肿瘤的发生、发展过程中发挥重要作用。

2.1YAP1与恶性肿瘤的发生多项研究显示YAP1具有促进细胞增殖、抑制细胞凋亡的特性[18-25]。YAP1主要通过影响细胞周期蛋白的表达发挥促进细胞增殖的作用。Wang等[17]研究发现，YAP1可通过诱导细胞周期素D1的过表达促进细胞周期进程，进而导致肿瘤细胞增殖。进一步体外实验发现抑制肝癌细胞中YAP1的表达，可通过抑制细胞周期素E的表达，发挥降低癌细胞增殖的能力。此外，Rosenbluh等[20]发现，YAP1还可和转录因子β联蛋白及T-框蛋白5形成复合体，促进凋亡抑制基因B细胞淋巴瘤2样1基因、含5个杆状病毒凋亡蛋白抑制因子重复序列的表达和细胞的恶性转化。Diep等[21]利用RNA干扰抑制人胰腺癌BxPC-3及PANC-1细胞系中YAP1的活性，可明显减弱癌细胞的活性及增殖能力，并证实抑制YAP1可增强caspase-3/7的活性，诱导caspase依赖的细胞凋亡。

2.2YAP1与恶性肿瘤的侵袭和转移侵袭、转移是恶性肿瘤的基本生物学特征，超过90%的肿瘤相关死亡由侵袭、转移引起[22]。YAP1可通过促进肿瘤血管新生、增加肿瘤细胞外渗、促进上皮间质转化等多种途径来促进肿瘤的侵袭和转移。Lamar等[16]研究发现YAP1可通过TEAD结合域促进下游基因结缔组织生长因子、受体酪氨酸激酶亚家族成员Anexelekto、成纤维细胞生长因子1受体、双调蛋白的表达，可提高乳腺癌细胞和黑色素瘤细胞的侵袭、转移能力。在肝癌细胞中抑制内生YAP1的表达，降低YAP1的活性，可抑制肝癌细胞的增殖和侵袭[3]。

细胞外基质和基底膜的降解、破坏是肿瘤转移过程中的重要事件，而基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是这一事件的有效促成者，同时，MMPs还参与肿瘤微环境的形成，促进原发性和继发性肿瘤的生长[26]。王洋[23]在非小细胞肺癌中发现YAP1可通过抑制MMPs组织抑制因子1的转录来促进MMP-9的活化，增强肿瘤细胞的侵袭、转移能力。同样，张靖等[19]研究发现，YAP1下调后可引起胃癌细胞中增殖细胞核抗原和MMP-2蛋白表达水平的下降，进而抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。

上皮-间质转化(epithelial- mesenchymal transition，EMT)与肿瘤侵袭、转移及耐药等恶性行为密切相关，研究发现YAP1在人乳腺癌MCF-10A细胞中高表达，可促使细胞EMT发生[22]。Hao等[24]的研究进一步表明YAP1通过诱导成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor 1，FGFl)、血小板原性生长因子β(platelet derived growth factor-β，PDGF-β)的高表达，促进细胞恶性转化及EMT发生，同时发现高表达的YAP1还可抑制p57和RAS相关结构域家族4等肿瘤抑制因子的表达，而肿瘤抑制因子的低表达可导致EMT的发生并促进细胞的侵袭转移。

2.3YAP1的抑癌作用Yuan等[25]研究发现，YAP1在乳腺癌中呈低表达甚至不表达状态，且沉默YAP1基因的乳腺癌细胞呈现更高的转移和侵袭能力。同样，在经过放射治疗的前列腺癌组织中，YAP1通过与早期生长因子1相互作用，激活Bax(Bcl2-associated X protein)启动子，通过促进Bax表达改变 Bcl-2与Bax的比值，进而激活caspase-3/9，促进caspase依赖的细胞凋亡[27]。此外，YAP1还能增强DNA受损后p73介导的凋亡靶基因的转录，诱导细胞凋亡[28]。DNA受损后，可激活非受体酪氨酸激酶活性，活化的非受体酪氨酸激酶磷酸化YAP1的357位点可增加其与p73结构中PPXY基序的结合能力，并增强p73的稳定性及转录活性，进而加强p73介导的凋亡靶基因p53诱导基因3和Bax的活性，促进细胞凋亡。YAP1还可通过与Itch竞争p73结构中的PPXY基序，减少Itch与p73的结合，进而降低Itch介导的p73的水解，稳定p73介导的细胞凋亡功能[28-29]。

3YAP1的价值及展望

近年来有关YAP1的研究取得了重大进展，其在肿瘤发生、发展中的地位及在肿瘤治疗中的价值已得到关注。研究该分子及其相关因子的关系及如何操纵该分子的表达，或许将为肿瘤的治疗提出新的思路。然而，还有许多问题值得深入研究，比如YAP1是否参与肿瘤细胞的自噬，其活性突变体是否存在，机体是否可以产生针对YAP1的肿瘤特异性免疫效应等。期望通过对YAP1的深入研究和探索，可以找到治疗肿瘤的有效分子生物靶点，从而在临床上为肿瘤的生物治疗开辟新的途径。

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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编辑:孙洪芳

基金项目：山西省科技攻关项目(20110313013-3)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.01.019

中图分类号：R73

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)01-0047-04