罗 晓,蒋 葵
(大连医科大学附属第二医院 肿瘤5科, 辽宁 大连 116027)
综 述
Yes相关蛋白在妇科肿瘤中的研究进展
罗 晓,蒋 葵
(大连医科大学附属第二医院 肿瘤5科, 辽宁 大连 116027)
Yes相关蛋白(YAP)又名YAP65,是近年发现的Hippo信号通路下游一个关键的转录共激活因子,在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 YAP 研究的深入,人们发现 YAP 参与细胞增殖/凋亡失衡和肿瘤形成,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。目前关于 YAP 在妇科肿瘤的研究报道较少,研究结果也不尽相同。现有资料显示,YAP与卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌等妇科肿瘤的发生、发展、疗效及预后相关,现将其与妇科肿瘤的关系作一综述。
YAP;Hippo通路;妇科肿瘤
Yes相关蛋白(YAP)是一个由YAP1基因编码的富脯氨酸磷蛋白,因其分子质量为65 ku,又称为YAP65。做为Hippo信号通路下游一个关键的转录共激活因子,YAP参与调节某些增殖和凋亡相关基因的表达。YAP1基因突变或表达异常可引起Hippo-YAP通路调控失常。当Hippo信号通路受到抑制可以导致YAP活化、核定位和靶基因CTGF与AREG的转录活性增加,进一步使细胞增殖/凋亡失衡和肿瘤形成。相反,Hippo信号通路激活可导致YAP磷酸化,停留于细胞质并功能失活。YAP基因活化对许多肿瘤的发生、发展起到促进作用,但YAP表达水平在不同肿瘤中的意义并不相同。目前在卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌等妇科肿瘤中也发现存在YAP高表达,并与妇科肿瘤的形成、发展及预后相关,研究YAP及其上、下游靶点变化与调控机制对妇科肿瘤的诊断、鉴别诊断、风险预测均有很好的临床应用价值,为肿瘤的早期诊断、基因治疗和新靶向药物的研制开发提供新思路,但与其他肿瘤相比,研究内容较少且结论缺乏一致性,现将YAP在妇科肿瘤中的研究进展予以综述。
1.1 YAP的结构
YAP最初是由Sudol[1]于1994年发现,因其基因绑定于非受体酪氨酸激酶src家族成员c-Yes的SH3基序上(scr homology-3 domain,src同源区3),故将其命名为Yes相关蛋白。YAP基因定位于人类11号染色体长臂(11q21-22),因其mRNA的不同剪接分为2种不同的亚型:YAP1和YAP2。2种亚型之间的区别在于YAP1只有一个WW(双色氨酸结构域)结构域[2],而YAP2含有2个WW结构域。WW结构域能与含有PPXY(P:脯氨酸,X:任意氨基酸,Y:酪氨酸)序列的配体结合[3],还可与其他含有PPXY模体的转录因子[ErbB4(ErbB2 receptor tyrosine kinase 4,ErbB2受体酪氨酸激酶4)、P73]结合起到转录共激活作用[4]。除了WW结构域外,YAP还由14-3-3蛋白结合位点、SH3结合基序、C端的转录激活域、PDZ结合基序[5]及脯氨酸磷蛋白氨基末端[6]组成,在YAP的羧基(C)端具有转录激活结构域,但没有DNA结合的结构域,因此将其归类于转录共激活因子[3]。
1.2 YAP的功能
YAP作为一种多功能细胞内连接蛋白和转录共激活因子,广泛存在于成人组织细胞中,在正常生理状态下,其功能处于高度保守状态。在哺乳动物中,Hippo是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,属于STE20样激酶家族,Hippo通路由MST1/2(mammalian STE20- like protein kinase1/2,哺乳动物STE20样蛋白激酶1/2)和LATS1/2(large tumor suppressor 1/2, 瘤抑制基因1)组成。YAP为该通路下游的主要效应分子,可被LATS直接磷酸化[7]。Hippo信号通路经过磷酸化级联反应对YAP起负性调节作用。当外源性信号依次激活Hippo通路LATS激酶使YAP的多个丝氨酸位点发生磷酸化,磷酸化的YAP与细胞质中的14-3-3蛋白结合并滞留于细胞质中,随后被泛素化和降解[3,7],继而抑制YAP的促生长、抗凋亡等功能。当Hippo通路被抑制时,YAP则可被转运至细胞核内与转录因子如TEADs(transcriptional enhancer associate domain transcription factors,转录增强因子)结合促进靶基因的表达转录[8],从而发挥其调控器官大小、维持细胞增殖/凋亡平衡、参与接触性抑制等生物学功能。
宫颈癌发病率在女性恶性肿瘤中仅次于乳腺癌和结直肠癌,居第3位[9]。在宫颈癌中关于YAP的研究并不多,目前研究显示YAP参与宫颈癌的发生、发展及转移。
2.1 YAP在宫颈癌中的作用及相关机制
谢颖芳[10]通过免疫组化法检测宫颈癌组织中YAP的表达情况,发现在宫颈癌组织中,YAP高表达并显著高于正常宫颈组织(P<0.05)。丁彩凤[11]的研究也证实随着宫颈恶性程度的提高,YAP蛋白的表达水平逐渐增加(在正常宫颈组、CIN2~CIN3组、宫颈癌组的阳性表达率分别为16.7%、40%、70%,P<0.05),且YAP的高水平表达与伴有淋巴结转移有关(P<0.05)。说明YAP的异常表达参与了宫颈癌的发生发展。
目前关于YAP在宫颈癌中发挥促癌作用的机制报道较少,其机制之一是Hippo/YAP通路在宫颈癌中与ErbB信号通路相互作用,形成一个自分泌回路以驱动宫颈癌的发生和发展[12]。肿瘤生长因子α(TGF-α)和双调蛋白(AREG)通过表皮生长因子受体(EGFR)抑制Hippo信号通路并激活YAP以诱导宫颈癌细胞增殖和迁移。激活的YAP上调TGF-α、AREG和EGFR,形成一个正反馈信号回路持续驱动宫颈癌细胞增殖。与宫颈癌发病密切相关的人乳头状瘤病毒E6则通过维持YAP表达来帮助该反馈回路发挥功能。
2.2 YAP的亚细胞定位与宫颈癌
与YAP蛋白在某些肿瘤研究中的发现相似,YAP蛋白表达的亚细胞定位参与宫颈癌发生。Xiao等[13]证实在宫颈炎、宫颈上皮内瘤样变(CIN)和鳞状细胞癌(SCC)中,YAP在慢性宫颈炎组织的细胞质中呈阴性或弱阳性表达,在CIN1、高级别CIN和鳞状细胞癌组织的细胞核中表达且逐渐增强,进一步的研究提示YAP在细胞质中表达时会失去促进肿瘤发生发展的功能。相反在细胞核中表达时会调节一系列的基因转录,促进细胞的生长与繁殖。其核-质定位调控可能是通过血管肌动蛋白(AMOTL,angiomotin-like protein)完成的[14]:AMOTL 1和AMOTL2通过蛋白-蛋白直接的相互作用而无需借助YAP1磷酸化来调控YAP1从细胞质向细胞核移位。AMOTL2下调还可促进上皮间质转化,这些结果支持YAP1的调节是通过AMOTL介导的。
还有研究认为YAP的功能及定位在不同病理亚型的宫颈癌中意义不同。Liu等[15]通过对120例宫颈鳞癌、42例宫颈腺癌以及22例正常组织的免疫组化研究显示,宫颈癌中YAP蛋白的表达明显高于正常组织,且在宫颈鳞癌细胞质中YAP蛋白的表达与组织学分级、淋巴结转移和复发有关,是一个预测复发的指标,但YAP蛋白在细胞核中不表达;而在宫颈腺癌中,细胞质中过表达的YAP蛋白仅与组织学分级有关,在细胞核中过表达的YAP与短的总生存期(overall survival,OS)和无病生存期(disease-free survival,DFS)相关,提示细胞核中YAP过表达预示不良预后,也显示出在宫颈鳞状细胞癌和腺癌中YAP蛋白亚细胞定位不同,功能不同。
卵巢癌的发生发展受多种基因调控。YAP可能参与了卵巢癌的发生、发展并与其对治疗的反应及预后有关。
3.1 YAP参与卵巢癌的发生及促癌机制
在关于卵巢癌来源学说中,高级别浆液性卵巢癌(high grade serous carcinoma,HGSC)来源于输卵管上皮分泌细胞的证据越来越多,其中Hippo/YAP信号通路起关键作用。输卵管上皮分泌细胞中野生型YAP基因的过度表达或激活的YAP可诱导细胞增殖、迁移、克隆形成和肿瘤发生,Hippo/YAP和成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)信号转导通路形成自分泌/旁分泌的正反馈回路,驱动输卵管上皮分泌细胞向HGSC发展[16]。
与宫颈癌不同的是,卵巢癌中YAP的调控可能与溶血磷脂酸(LPA)有关。在高级别浆液性卵巢癌中YAP在LPA作用下去磷酸化,上调FOXM1(forkhead box M1,叉头框M1)而发挥促进肿瘤增殖、侵袭及转移等作用[17]。
3.2 YAP的亚细胞定位与卵巢癌
研究证实,在卵巢癌中YAP的亚细胞定位与YAP功能相关,YAP在细胞核的表达水平增高,肿瘤恶性程度增高。Zhang等[18]对268例上皮性卵巢癌的研究发现,YAP在上皮性卵巢癌中的表达水平显著高于正常卵巢组织,且在正常卵巢组织以胞浆表达为主,在上皮性卵巢癌中以胞核为主,提示YAP的过表达及核定位与卵巢癌的发生、发展有关。金志红等[19]通过免疫组化、细胞培养、蛋白印迹等方法发现YAP蛋白在卵巢癌组织中表达异常升高并核内蓄积,其阳性表达与高病理分级(G3)和高临床分期(Ⅲ期+Ⅳ期)显著有关,干扰YAP表达导致肿瘤细胞增殖减弱和凋亡增加。这两项研究都提示YAP的亚细胞定位与其能否发挥促癌作用密切相关。
3.3 YAP与卵巢癌干细胞
YAP/TEAD对维持卵巢癌干细胞干性至关重要,YAP及TEAD家族在卵巢癌干细胞中表达上调,TEAD1、3、4三个亚型参与了YAP对癌干细胞干性的调控维持[28]。YAP通过结合TEAD活化转录,下调Hippo通路下游靶基因CTGF(connective tissue growth factor,结缔组织生长因子)的表达,上调干细胞干性维持相关基因c-fos的表达而达到抑制分化、维持癌干细胞干性的目的。当分别敲除YAP、TEAD时,干细胞特征性标记物表达下降。YAP还与其他信号通路形成一个调节细胞信号转导的网络系统来维持卵巢癌干细胞特性。这些细胞外的信号可能会刺激EGFR(epidermal growth factor receptor,表皮生长因子受体)和IGF2R(insulin like growth factor 2 receptor,胰岛素样生长因子2受体)基因受体,并激活RAS-MAPK级联,从而进一步上调AP1(apetala1,淀粉样蛋白1)转录因子c-jun和c-fos的表达[20]。
3.4 YAP与卵巢癌对治疗的反应及预后
紫杉醇和铂类是卵巢癌化疗中的常用药物,临床前研究表明YAP表达高低与化疗是否耐药有关。Hall等[21]研究证实YAP高表达的细胞迁移、自主生长能力提高,抵抗顺铂诱导的凋亡能力增加。Xia等[22]利用A2780 细胞系提取了卵巢干细胞(ovarian cancer initiated cells,OCICs),发现在OCICs中耐药基因ABCB1[ATP-Binding Cassette, Sub-Family B (MDR/TAP), Member 1,ATP结合盒B亚家族成员1]可能受YAP直接调控,证实了YAP的高表达与顺铂、紫杉醇和博来霉素耐药有关。但仍需前瞻性及大样本的临床研究来阐明。
YAP蛋白在卵巢癌组织中高表达预示预后不良。Hall等[21]通过调查卵巢癌患者5年生存率发现,若患者的细胞中YAP表达水平较高,其5年生存率明显降低,这与Zhang等[18]在透明细胞癌中的发现一致。Jeong等[23]检测了267例卵巢癌患者的基因表达数据中YAP1的激活信号,并对YAP1基因信号的患者与其OS进行分析,得出YAP1基因信号激活的患者OS比未检测到信号的患者显著缩短(P=0.002),并可作为卵巢癌的独立预后指标。
尽管多数研究认为YAP高表达促进了卵巢癌的发生发展,但也有研究认为YAP是卵巢癌的抑癌基因。安锦丹等[24]的实验结果显示,卵巢癌组织中YAP蛋白阳性表达率低于良性肿瘤组织与交界性肿瘤组织。因此,卵巢癌中YAP是作为一个癌蛋白还是一个抑癌蛋白发挥作用,还有待更多的研究验证。
国内外关于YAP与子宫内膜癌的研究较少。目前研究提示在子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EMCA)中YAP的表达与肿瘤发生、细胞增殖、侵袭和迁移有关。
4.1 YAP与子宫内膜癌的发生及促癌机制
Ⅰ型子宫内膜癌的发生与性激素有关,Dhananjayan等[25]研究表明YAP和类固醇激素之间存在交互作用,YAP和WW结构域结合蛋白-2(WBP-2)是雌激素受体(estrogen receptor,ER)和孕激素受体(progesterone receptor,PR)的共激活剂,因此YAP在Ⅰ型子宫内膜癌的发生中发挥关键作用。李沫[26]利用免疫组化的方法检测了45例子宫内膜腺癌、20例子宫内膜不典型增生及20例正常子宫内膜组织中YAP的表达情况,发现YAP在正常子宫内膜组织、子宫内膜不典型增生组织和子宫内膜腺癌中的阳性率分别为10%、50%和62.2%,P<0.05,推测YAP表达增多或活性增强,使Hippo信号通路出现异常,破坏了增生与凋亡之间的平衡,促进了子宫内膜腺癌的发生、发展。
在EMCA,YAP的具体促癌机制目前未知。在乳腺癌、食管癌、肝癌等肿瘤发现YAP基因在染色体11q22位点扩增,而在EMCA并未出现相同的情况[27-28]。其他在EMCA有助于YAP蛋白表达增强的调节因素包括基因转录、蛋白质翻译或RNA/蛋白质的稳定性等。有研究证实,子宫内膜癌中Hippo信号通路特别是上游的直接调控因子LATS1/2,通过其s127位点磷酸化负向调节YAP的活性,磷酸化的YAP在细胞质内针对泛素介导的蛋白水解进一步发挥作用。
4.2 YAP在子宫内膜癌的亚细胞定位及功能
同样,YAP的亚细胞定位对其发挥生物学功能是至关重要的。YAP从细胞质转入细胞核的机制可能与microRNA 31有关。近期研究显示在子宫内膜恶性肿瘤,microRNA 31通过结合LAT2 3’-UTR显著抑制mRNA的荧光素酶活性,从而使YAP转入核内,进一步经过Hippo通路来发挥促进肿瘤发生发展的作用。子宫内膜癌中YAP的亚细胞定位还影响预后[29]。在与雌激素介导相关的子宫内膜癌中,YAP高表达且核YAP的表达增加与高级别、分期、脉管浸润、术后复发/转移和OS相关[30]。同时YAP核表达被确认为是OS的一个独立的预后因子,预示早期子宫内膜癌的5年生存率达80%~90%,而其在细胞质表达高低与组织学特征及预后无关。
YAP的表达还影响EMCA细胞对治疗的敏感性。YAP基因敲除的HEC-1-B子宫内膜癌细胞中显示出对放疗敏感性增加,预示着YAP水平还可作为预测EMCA患者对放疗敏感性的指标[30]。
妇科恶性肿瘤是威胁女性健康的第一大难题,虽然目前对YAP研究的妇科肿瘤相关研究尚处于初期,研究结果也不一致,随着对YAP促进肿瘤发生发展机制研究的逐步深入,基础与临床相结合研究的不断完善,探索YAP及其上、下游靶点变化与调控机制在妇科肿瘤Hippo信号通路中的作用有助于妇科肿瘤的早期筛查、临床诊断、耐药性研究及预后判断,为肿瘤的基因治疗和药物的研制开发提供新思路。
[1] Sudol M. Yes-associated protein (YAP65) is a proline-rich phosphoprotein that binds to the SH3 domain of the Yes proto-oncogene product[J]. Oncogene,1994,9(8):2145-2152.
[2] Komuro A,Nagaj M,Navin E,et al.WW domain-containing protein YAP associates with ErbB-4 and acts as a co-transcriptional activator for the carboxyl-terminal fragment of ErbB-4 that translocates to the nucleus[J].J Biol Chem,2003,278(35):33334-33341.
[3] Zhao B,Wei X,Li W,et al. Inactivation of YAP oncoprotein by the Hippo pathway is involved in cell contact inhibition and tissue growth control [J].Gene Dev,2007,21(21):2747-2761.
[4] Zhao B,Lei QY,Cuan KL. The Hippo-YAP pathway: new connections between regulation of organ size and cancer[J].Curr Opin Cell Biol,2008,20(6):638-646.
[5] Howell M, Borchers C, Milgram SL. Heterogeneous nuclear ribonuclear protein U associates with YAP and regulates its co-activation of Bax transcription[J]. J Biol Chem,2004,279(25):26300-26306.
[6] Levy D, Adamovich Y, Reuven N,et al. The Yes-associated protein 1 stabilizes p73 by preventing Itch-mediated ubiquitination of p73[J]. Cell Death Differ,2007,14(4):743-751.
[7] Hong W, Guan KL. The YAP and TAZ transcription co-activators: key downstream effectors of the mammalian Hippo pathway[J].Semin Cell Dev Biol, 2012, 23(7): 785-793.
[8] Sudol M, Shields DC, Farooq A.Structures of YAP protein domains reveal promising targets for development of new cancer drugs[J]. Semin Cell Dev Biol,2012, 23(7): 827-833.
[9] 徐瑞华,姜文奇,管忠震.临床肿瘤内科学[M].北京:人民卫生出版社,2014:666.
[10] 谢颖芳.Survivin和Yes-associated protein在宫颈癌组织中的表达及意义[D]. 大连医科大学, 2011.
[11] 丁彩凤.LATS2和YAP在宫颈癌组织中的表达及意义[M].湖南长沙:妇产科学,2014.
[12] He C, Mao D, Hua G,et al. The Hippo/YAP pathway interacts with EGFR signaling and HPV oncoproteins to regulate cervical cancer progression[J]. EMBO Mol Med,2015,7(11):1426-1449.
[13] Xiao H, Wu L, Zheng H,et al. Expression of Yes-associated protein in cervical squamous epithelium lesions[J]. Int J Gynecol Cancer,2014,24(9):1575-1582.
[14] Wang W, Huang J, Chen J. Angiomotin-like proteins associate with and negatively regulate YAP1[J]. J Biol Chem, 2011,286(6):4364-4370.
[15] Liu T, Liu Y, Gao H,et al.Clinical significance of yes-associated protein overexpression in cervical carcinoma: the differential effects based on histotypes[J]. Int J Gynecol Cancer, 2013,23(4):735-742.
[16] Hua G, Lv X, He C,et al. YAP induces high-grade serous carcinoma in fallopian tube secretory epithelial cells[J]. Oncogene,2015:288.
[17] Fan Q, Cai Q, Xu Y. FOXM1 is a downstream target of LPA and YAP oncogenic signaling pathways in high grade serous ovarian cancer[J]. Oncotarget,2015,6(29):27688-27699.
[18] Zhang X, George J, Deb S,et al. The Hippo pathway transcriptional co-activator, YAP, is an ovarian cancer oncogene[J]. Oncogene,2011,30(25):2810-2822.
[19] 金志红,任彩萍,史彩霞,等.卵巢癌组织Hippo-Yes相关蛋白表达与临床病理参数及增殖凋亡相关性研究[J].中华肿瘤防治杂志,2015,22(2):125-127.
[20] Xia Y, Zhang YL, Yu C,et al. YAP/TEAD co-activator regulated pluripotency and chemoresistance in ovarian cancer initiated cells[J]. PLoS One, 2014,9(11):e109575.
[21] Hall C A,Wang R,Miao,et al.Hippo pathway effector YAP is an ovarian cancer oncogene [J]. Cancer Res,2010,70(21):8517-8525.
[22] Xia Y,Chang T,Wang Y,et al.YAP promotes ovarian cancer cell tumorigenesis and is indicative of a poor prognosis for ovarian cancer patients[J].PLoS One,2014,9(3):e91770.
[23] Jeong W, Kim SB, Sohn BH,et al. Activation of YAP1 is associated with poor prognosis and response to taxanes in ovarian cancer[J]. Anticancer Res, 2014,34(2):811-817.
[24] 安锦丹,王洪伟,魏宝霞,等.卵巢癌组织中YAP、P73的表达变化及意义[J].山东医药,2015,55(27):15-17.
[25] Dhananjayan SC, Ramamoorthy S, Khan OY,et al. WW domain binding protein-2, an E6-associated protein interacting protein, acts as a coactivator of estrogen and progesterone receptors[J]. Mol Endocrinol,2006,20(10):2343-2354.
[26] 李沫.YAP和Survivin在子宫内膜腺癌中的表达及与雌激素受体(ER)的关系[D].大连医科大学,2011.
[27] Salvesen HB, Carter SL, Mannelqvist M,et al. Integrated genomic profiling of endometrial carcinoma associates aggressive tumors with indicators of PI3 kinase activation[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2009,106(12):4834-4839.
[28] Kandoth C, Schultz N, Cherniack AD,et al. Integrated genomic characterization of endometrial carcinoma[J].Nature,2013,497(7447):67-73.
[29] Mitamura T, Watari H, Wang L,et al. microRNA 31 functions as an endometrial cancer oncogene by suppressing Hippo tumor suppressor pathway[J]. Mol Cancer, 2014,13:97.
[30] Tsujiura M, Mazack V, Sudol M,et al.Yes-associated protein (YAP) modulates oncogenic features and radiation sensitivity in endometrial cancer[J]. PLoS One,2014,9(6):e100974.
Research progress on Yes-associated protein in gynecological tumors
LUO Xiao, JIANG Kui
(DepartmentofOncology5,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116027,China)
Yes-associated protein (YAP) also known as YAP65, a key transcription co-activator of the Hippo signaling pathway, is discovered in recent years. It plays important roles in promoting tissue regeneration and maintaining stem cell self-renewal. Along with the research development on YAP , it has been found that YAP is involved in cell proliferation/apotheosis imbalance and tumor formation with a state of high expression in a variety of tumor tissues and can promote tumor proliferation, invasion and metastasis. Currently, there are only few studies of YAP in gynecological tumors and the results are also not the same. The existing data have shown that YAP is associated with tumor occurrence, development, curative effect and prognosis in ovarian cancer, cervical cancer, endometrial cancer and other gynecological tumors. The relationships of YAP with gynecological tumors are reviewed in this article.
YAP; Hippo pathway; gynecological cancer
罗 晓(1991-),女,硕士研究生。E-mail:651050579@qq.com
蒋 葵,教授。E-mail:jk0411@163.com
10.11724/jdmu.2017.01.21
R73
A
1671-7295(2017)01-0092-05
罗晓,蒋葵.Yes相关蛋白在妇科肿瘤中的研究进展[J].大连医科大学学报,2017,39(1):92-96.
2016-06-23;
2016-12-30)