Hippo信号通路中YAP/TAZ在骨肉瘤中的研究进展

马小雨，戴泽宇，钟南哲，肖建如

(上海长征医院骨肿瘤外科，上海 黄浦 200003)

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤，好发于四肢长骨干骺端，恶性程度高，预后较差。目前骨肉瘤的标准治疗原则为手术切除联合化疗(包括阿霉素、甲氨蝶呤、顺铂和异环磷酰胺)，术后5年的生存率约为70%。但是，40%的患者会出现局部复发和远处转移，而转移后5年的生存率不到20%[1]。目前，骨肉瘤仍存在复发、转移、耐药等诸多问题，治疗效果不理想，迫切需要新的治疗策略[2]。

Hippo信号通路是一条由一系列蛋白激酶、转录因子、转录共激活因子及其他调控分子构成的生长抑制通路，通过级联蛋白磷酸化调控细胞信号，调节肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭和分化，在肿瘤的发生中发挥着重要作用[3]。Hippo通路的核心分子包括哺乳动物STE20样蛋白激酶1/2(mammalian STE20-like protein kinase 1/2，MST1/2)、大型肿瘤抑制激酶1/2(large tumor suppressor 1/2，LATS1/2)、萨尔瓦多家族含WW结构域蛋白1(salvador homologue 1，SAV1)、Mob激酶激活因子1A/B(MOB kinase activator 1 A/B，MOB1A/B)、转录调节因子Yes相关蛋白(Yes-associated protein，YAP)或含PDZ结合基序的转录共激活因子(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif，TAZ)。Hippo信号通路的作用主要由YAP/TAZ决定，与具有TEA域的转录增强因子(TEA domain family member，TEAD)等结合，促进基因转录[3]。本文对Hippo信号通路中YAP/TAZ在骨肉瘤中的研究进展进行综述，希望为骨肉瘤的治疗提供更广阔的思路。

1 YAP/TAZ的结构和功能

YAP和TAZ是Hippo信号通路中的核心效应蛋白，在组织中广泛存在并在许多肿瘤细胞中表达上调[4]。研究发现，YAP和TAZ蛋白约50%的氨基酸序列同源，且结构非常相似。YAP和TAZ主要由TEAD结构域(转录激活因子结合结构域)、WW结构域(双色氨酸结构域)、TAD结构域(转录激活结构域)、PDZ结合基序构成[5]。TEAD结构域识别TEAD转录因子家族并激活靶基因表达，如CTGF和Cyr61基因；WW结构域结合PPxY基序(脯氨酸/脯氨酸/任何氨基酸/酪氨酸)介导蛋白质相互作用；TAD结构域可与特定的基因结合，启动特定基因的转录；PDZ结合基序是与许多跨膜或细胞骨架相关蛋白的PDZ域结合所必需的[5]。YAP/TAZ缺少DNA结合结构域，无法直接与DNA结合，因此作为共激活转录因子参与基因的表达调控。

当Hippo信号通路激活时，YAP/TAZ发生磷酸化，滞留在细胞质中，或经泛素化途径降解，抑制细胞增殖；当Hippo信号通路被抑制时，未磷酸化的YAP/TAZ进入细胞核，与转录因子TEAD1-4结合，驱动细胞增殖和迁移相关基因的表达[4-5]。YAP和TAZ功能上大多相似，通过影响细胞增殖、转移、自噬、代谢重编程和免疫微环境，促进肿瘤形成和转移[4]。但YAP和TAZ也有特异性的靶因子，因此两者的功能并不完全相同[5]。

2 YAP/TAZ在骨肉瘤中的表达及预后

骨肉瘤仍缺乏有效的诊断和预后标志物，YAP/TAZ具有成为分子标志物的潜力。组织芯片染色证实60%～85%的人类骨肉瘤样本中可见YAP高表达[6-8]，并且高级别骨肉瘤中的YAP表达水平更高，提示YAP表达与骨肉瘤Enneking分期相关[6]。Zucchini等[8]发现YAP细胞核表达阳性和阴性的骨肉瘤患者出现转移事件发生率为53%和36%，提示YAP核阳性与骨肉瘤转移发生相关。Zucchini等[8]进一步将YAP核阳性分为高表达和低表达/不表达，生存曲线显示YAP在细胞核中的高表达显著降低骨肉瘤患者的无复发生存时间和总生存期。另一项研究也报道，YAP高转录水平与骨肉瘤患者较差的预后显著相关[9]。因此，YAP高表达的患者预后更差，并且YAP核阳性与骨肉瘤高级别、复发及转移显著相关，可协助判断预后情况。

TAZ在骨肉瘤中的研究较少。Ma等[10]发现，81.25%的骨肉瘤组织中TAZ强阳性，且肿瘤组织中TAZ转录活性明显高于对照组。另一研究[11]报道TAZ在47例骨肉瘤中的阳性表达率为59.6%，与骨肉瘤的远处转移及肿瘤Enneking分期有关。目前认为，YAP/TAZ高表达水平与总生存率相关，且YAP/TAZ细胞核阳性表达患者的预后更差，提示YAP/TAZ细胞核阳性表达可能是骨肉瘤的独立危险因素[12]。

3 YAP/TAZ在骨肉瘤中的作用机制

3.1 驱动肿瘤发生 骨肉瘤的发生机制很复杂，其中YAP/TAZ的调节异常可能发挥重要作用。研究认为肿瘤抑制蛋白P53的突变会影响间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)的成骨分化，并导致骨肉瘤的启动[13]。在正常条件下P53调节成骨和破骨分化以防止骨肿瘤的发生，而Runt相关转录因子2(Runt related transcription factor 2，RUNX2)的过表达可抑制P53的功能[14]。在MSCs中，TAZ的过表达激活RUNX2，使其表达上调，促进成骨分化过程[15]。但是，YAP与RUNX2相互作用抑制COL10a1或Sox9表达，从而抑制软骨细胞的成熟与分化[16]。这表明YAP/TAZ的调节异常可能与MSCs分化异常密切相关。Chan等[7]激活成骨细胞中Hedgehog信号通路，在P53杂合子小鼠中建立骨肉瘤模型，发现所得肿瘤中YAP高表达，进一步抑制YAP表达显著降低了该模型中骨肉瘤细胞的致瘤潜力，提示YAP的过表达可能在驱动骨肉瘤的发生中发挥重要作用。

3.2 促进肿瘤增殖 YAP/TAZ的持续激活会促进骨肉瘤细胞增殖。Zucchini等[8]发现抑制小鼠骨肉瘤模型的YAP活性后，骨肉瘤细胞的体外增殖降低。Yang等[17]发现YAP在人骨肉瘤细胞系中高表达，而敲低YAP表达可降低骨肉瘤细胞增殖能力，阻滞细胞周期，并抑制小鼠体内移植瘤生长。YAP在骨肉瘤中的表达可通过转录后修饰来调节，研究已经证明了多种MicroRNA通过增加YAP的表达和活性导致骨肉瘤的进展，例如miR-375增加YAP的活性[18]、miR-624-5p使YAP入核增多[19]，促进骨肉瘤细胞增殖，而miR-625抑制YAP的功能导致骨肉瘤细胞增殖抑制[20]。此外，人类白细胞抗原F介导转录因子10(human leukocyte antigen F-associated transcript 10，FAT10)是一种泛素样蛋白，在骨肉瘤组织和细胞中高表达，且与YAP表达水平存在显著的正相关[21]。研究发现FAT10可通过调节泛素化和蛋白酶体介导的降解来稳定YAP蛋白，从而促进骨肉瘤细胞增殖[21]。研究表明YAP促进骨肉瘤细胞系增殖的过程中，TEAD起到关键作用。Chai等[22]发现YAP/TEAD1复合物上调促增殖基因PTGS2和CYR61，促进骨肉瘤细胞增殖等多种恶性表型。

3.3 影响肿瘤转移 转移是骨肉瘤患者预后不佳的一个重要原因，而YAP/TAZ可能影响转移相关的过程。上皮间质转化(epithelial to mesenchymal transition，EMT)是上皮细胞表型向间充质细胞表型转化的现象，可导致细胞间黏附性降低，细胞极性消失，肿瘤细胞形态改变并获得迁移和侵入的能力。Shen等[23]研究发现在两种骨肉瘤细胞系U2OS和HOS中敲减TAZ后，细胞的侵袭和迁移能力下降，上皮标志物E-cadherin表达增加，而间充质标志物N-cadherin、Vimentin、Snail表达均减少，表明敲减TAZ可抑制骨肉瘤细胞系的EMT样转变；而过表达TAZ可逆转这一现象，提示TAZ可能通过促进EMT从而加速骨肉瘤的转移。研究还发现TAZ/TEAD直接激活miR-135b，可能抑制LATS1/2和GSK3β表达，介导EMT发生[23]。此外，细胞系中YAP的敲除抑制了骨肉瘤细胞迁移和侵袭[6，17]，而抑制小鼠骨肉瘤模型的YAP活性后，骨肉瘤细胞的体外增殖、迁移和体内肺转移能力降低[8]，提示YAP也与转移发生相关。Luu等[24]认为YAP和TAZ均可调节骨肉瘤的转移特性，但TAZ对转移细胞的增殖和迁移的影响更具特异性。

3.4 调控化疗耐药性 化疗耐药性仍是骨肉瘤治疗的难点，目前发现YAP/TAZ与化疗耐药性密切相关。Wang等[25]报道YAP过表达时对甲氨蝶呤和阿霉素的耐药性增加，而敲低YAP的细胞化疗敏感性增加。可能的机制是，甲氨蝶呤和阿霉素促进MST1降解和LATS2活化减少，从而抑制YAP磷酸化，促进YAP入核，增加了骨肉瘤细胞系的化疗耐药性[25]。人抗原R(human antigen R，HuR)是一种RNA结合蛋白，可调控多种基因表达。Xu等[26]发现HuR可以直接与YAP结合，增加YAP转录活性，增强骨肉瘤细胞的阿霉素敏感性。Luu等[24]在三种犬类骨肉瘤细胞系中也验证了YAP/TAZ与化疗耐药性相关，并且发现YAP的敲低降低了所有细胞系的阿霉素耐药性，而TAZ敲低仅降低了一种细胞系的阿霉素耐药性，提示YAP可能骨肉瘤化疗耐药的关键靶点，提示TAZ的作用较为有限。

3.5 维持肿瘤干细胞 肿瘤干细胞(cancer stem cell，CSC)是一种特殊的高致瘤细胞亚群，具有自我更新和分化形成肿瘤能力。肿瘤干细胞可能是导致耐药性、转移、复发和癌症死亡的主要原因，而化疗和靶向治疗无法根除CSC[5]。YAP/TAZ在维持肿瘤干性方面具有重要作用，并且YAP/TAZ失调可导致非恶性干细胞重编程为具有CSC属性的细胞[27]。在骨肉瘤中，性别决定区Y框蛋白2(SRY-box containing gene 2，Sox2)通过促进YAP激活以维持CSC能力[28]。研究报道Sox2在骨肉瘤组织和细胞中高表达，抑制Sox2表达后，Hippo通路激活，增加YAP的磷酸化，YAP入核减少，细胞干性降低[28]。酪氨酸激酶受体家族AXL蛋白(anexelekto，AXL)在许多恶性肿瘤中高表达，并参与肿瘤发生的多个过程。研究[29]发现YAP/TAZ可促进AXL表达，导致骨肉瘤细胞去分化，增强细胞干性。

4 YAP/TAZ与骨肉瘤治疗

如前所述，YAP/TAZ在骨肉瘤中普遍高表达，且活化的YAP/TAZ在肿瘤增殖、转移、耐药等方面具有重要意义，因此可能作为骨肉瘤的治疗靶点。

临床的一些小分子抑制剂可直接或间接影响YAP/TAZ活性，且在骨肉瘤中取得了一定效果[30]。达沙替尼是一种重要的靶向Src家族激酶的小分子，被证明可抑制人和犬骨肉瘤细胞系的迁移和侵袭能力[31]。达沙替尼与标准治疗方案相结合，可延长骨肉瘤患者的生存时间[32]。帕唑帕尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，已被批准用于治疗晚期软组织肉瘤，在19例难治性骨肉瘤患者中使用帕唑帕尼，68%的患者得到部分缓解或疾病稳定[33]。他汀类药物主要用于治疗脂质代谢疾病，Kany等[34]发现辛伐他汀可以增加人类骨肉瘤的细胞凋亡，发挥抗肿瘤作用。达沙替尼、他汀类药物和帕唑帕尼等小分子药物可诱导YAP/TAZ磷酸化，从而抑制YAP/TAZ核表达[30]。但这些药物仍存在靶点不清楚，作用机制不明确，或全身毒副作用等问题。

维替泊芬在临床上用于老年性黄斑变性治疗。研究[35]发现维替泊芬是目前唯一能够与YAP和TAZ特异性结合的化合物，通过改变其构象，阻止YAP/TAZ与TEAD结合，抑制下游靶基因转录。Morice等[9]报道维替泊芬可以降低骨肉瘤细胞中YAP的表达和YAP/TEAD的转录活性，影响骨肉瘤细胞增殖、抗凋亡和侵袭潜能，并抑制小鼠体内原发肿瘤的生长。Zucchini等[8]发现维替泊芬可抑制上游的含RHO关联卷曲螺旋蛋白激酶2(recombinant RHO associated coiled protein kinase 2，ROCK2)，从而抑制YAP转录活性，影响骨肉瘤的进展。上述研究表明，维替泊芬有望成为治疗骨肉瘤的新药物。

部分中药及植物提取物也能调控Hippo信号通路[36]。Ferraiuolo等[37]发现龙舌兰提取物通过抑制NF-κB募集到YAP和TAZ启动子位点，阻止YAP和TAZ转录，从而抑制骨肉瘤细胞增殖、迁移和耐药性。但是，龙舌兰提取物中抑制YAP/TAZ的具体成分需要进一步明确，并在动物实验验证其靶点特异性和抗肿瘤作用。

5 总 结

YAP/TAZ在骨肉瘤的自我更新、增殖、侵袭和转移中起到重要作用，这表明YAP和TAZ有希望成为骨肉瘤新的治疗靶点，对于改善骨肉瘤的临床治疗和预后至关重要[38]。但是，Hippo通路涉及的调控网络和效应分子非常复杂，目前对于YAP/TAZ在骨肉瘤中的作用仍有待进一步研究。