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技术文章
Hippo 途径与靶向策略
点击次数：485 发布时间：2021/8/3 13:39:58
Hippo 途径是果蝇和哺乳动物中高度保守的级联信号途径，通过调节关键靶基因参与多种生物学过程，包括细胞增殖、存活、分化、细胞命运决定和器官大小和组织稳态。而 Hippo 途径的信号异常也涉及多种病理，包括癌症，免疫等。
YAP/TAZ 是 Hippo 通路下游*主要的转录共激活因子，能在细胞质和细胞核之间穿梭 (Shuttle)。YAP/TAZ 蛋白是 Hippo 途径的枢纽，上游的多种信号分子通过直接或间接作用于 YAP/TAZ，主要是调控 YAP/TAZ 的定位，即调节 YAP/TAZ 滞留在细胞质或是进行核定位 (定位于细胞核，并与对应的转录因子相互作用，以调控靶基因的表达)。
图 1. Hippo 途径调节许多生物过程[5]
Hippo 途径主要组分与功能[6]
为了更好的理解这个通路，小编决定打破以往从上往下看图的习惯，从 Hippo 途径的核心——MST-LATS 激酶级联反应来追踪它的上游信号输入和下游转录调控。
■ 激酶级联反应
MST-LATS 激酶级联途径由一组激酶 (MST1/MST2, LATS1/LATS2) 和衔接蛋白SAV1、MOB1 组成。多种上游信号通过激活 MST-LATS 激酶级联反应，调节两个致癌转录共激活因子 YAP 和 TAZ 的定位。具体为：当 Hippo 通路打开时，与 SAV1 形成复合体的 MST1/2 激酶磷酸化并激活 LATS1/2-MOB1 复合体 → 活化的 LATS1/2-MOB1 然后磷酸化 YAP/TAZ → 磷酸化的 YAP/TAZ 被 14-3-3 蛋白保留在细胞质中或通过 β-Trcp E3 连接酶介导降解，抑制 YAP/TAZ 的核输入 → 下调下游靶标。当 Hippo 通路关闭时，YAP/TAZ 未被磷酸化，会易位到细胞核中，与 DNA 结合转录因子结合，促进靶基因的表达。
■ 上游多重信号输入
1) 介导 Hippo 核心激酶激活的因子。如含 FERM 结构域的 NF2 蛋白、KIBRA 蛋白、TAO 激酶 (TAOK);
2) 细胞极性复合物和连接蛋白。极性和粘附蛋白，如 α-catenin、E-cadherin、CRUMBS 和 SCRIBBLE 复合物，可将 YAP/TAZ 隔离在细胞质中;
3) G 蛋白偶联受体 (GPCR) 和可溶性因子。其中 GPCR 激活或抑制 LATS1/2 取决于 Gα 蛋白类型；而 Run Fan et al. 证实乳腺细胞 EGFR 通过激活 PI3K 和 PDK1 抑制 Hippo 途径，引起 YAP 的激活;
4) 由 Rho 和肌动蛋白聚合调节的机械应力的变化，也可调节 YAP/TAZ 核定位;
5) 细胞应激信号如能量应激，内质网应激和缺氧等对 YAP 和 TAZ 也有调节。如细胞能量应激能够激活 AMPK，从而通过直接磷酸化或稳定紧密连接蛋白 AMOTL1 来调节 YAP。
除了上面这些信号传导，还存在其他几种蛋白和途径调节 Hippo 信号转导，如 MAP4Ks 可磷酸化并激活 LATS1/LATS2；AMOT 家族蛋白可直接与 YAP1 和 TAZ 结合，在紧密连接处隔离它们并抑制它们的转录活性，还可通过 LATS1/2 途径间接调节 YAP/TAZ；PP2A 与 MST1/MST2 激酶相互作用并使其去磷酸化，导致 YAP/TAZ 激活。
其他途径如与经典 Wnt 途径 (Wnt 信号通路很复杂？) 和 PI3K 途径等的转录因子 β-catenin 相互作用，从而将其保留在细胞质中。
■ 下游转录调控
YAP/TAZ 通过与其他 DNA 转录因子相互作用来识别一些顺式调控元件，调节靶基因表达，介导了 Hippo 通路的主要基因调控和生物学功能。其中，TEAD1-4 是 YAP/TAZ 主要靶向的转录因子，YAP/TAZ-TEAD 复合物与参与细胞增殖、生长和存活的靶基因启动子结合, 包括 CYR61、CTGF、AREG、MYC、Gli2、AXL、Bcl2 等。而 VGLL 家族蛋白 VGLL4 可与 YAP 竞争性结合 TEADs，影响 TEAD 靶基因的表达。
另外，YAP/TAZ 还与其他 DNA 结合转录因子相互作用，如 p73、ERBB4、EGR-1、RUNXs、SMADs 等。
■ 靶向 Hippo 途径策略
图 4. YAP/TAZ 在癌细胞中的作用[17]
2、靶向核心激酶
3、靶向上游信号
4、靶向由 YAP/TAZ 调控的致癌蛋白
可通过靶向下游转录靶标如 BCL-xL、FOXM1、TG2 和 COX-2，对抗 YAP/TAZ 介导的致癌性。
| 靶向 YAP/TAZ-TEAD 复合物 |
与 TEAD2 YBD 的中央口袋结合，抑制 TEAD 功能和 TEAD-YAP 依赖的过程，如细胞迁移和增殖。 |
| Dihydrexidine |
| 靶向上游信号 |
| Wortmannin 不可逆的，选择性 PI3K 抑制剂；可以阻止 YAP 进入细胞核。 |
广谱 PI3K 抑制剂；可以阻止 YAP 进入细胞核。 |
有效的肌动蛋白聚合抑制剂，可以抑制 YAP/TAZ 的核易位。 |
| 选择性的非肌肉肌球蛋白 II (NMII) 抑制剂，可以抑制 YAP/YAZ 核易位。 |
萘磺胺衍生物，能抑制肌球蛋白轻链激酶，可以抑制 YAP/TAZ 的核易位。 |
| 腺苷类似物，也是 AMPK 激活剂；能诱导 YAP/YAZ 磷酸化。 |
| 靶向由 YAP/TAZ 调控的致癌蛋白 |
选择性的 COX-2 抑制剂。能通过抑制 COX-2，从而对抗 YAP/TAZ 介导的致癌性。 |
天然的环状寡肽抗生素，能抑制 FOXM1 的转录活性。FOXM1 与 YAP/TEAD 复合物结合。YAP/TEAD/FOXM1 复合物在控制细胞周期的基因调控区域结合可能会影响细胞增殖。 |
缩写：
YAP/TAZ：Yes-associated protein/Trascriptional coactivator with PDZ-binding motif
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