YAP蛋白在腫瘤治療耐藥中作用研究進展

李瑩 胡琳斐 陳曉宇 張晟 房煊 史振東 張瑾

1天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院乳腺三科，國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，乳腺癌防治教育部重點實驗室300060；2天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院甲狀腺頸部腫瘤科，國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學研究中心300060

0 引 言

靶向和免疫療法顯著提高了晚期或轉(zhuǎn)移性癌癥患者的生存率。然而，原發(fā)性和獲得性耐藥限制了大多數(shù)抗癌治療的效果。在上述耐藥過程中，常伴隨有基因表達譜的改變，在這種情況下，表征分子生物標志物可為耐藥的早期識別提供有用的工具。研究結(jié)果表明，Yes 相關(guān)蛋白（Yes-associated protein，YAP）在人體多種腫瘤中異常表達且與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療和預后相關(guān)，YAP 表達的失調(diào)是機體對腫瘤治療產(chǎn)生抗性的重要機制。因此，深入了解YAP 驅(qū)動癌癥轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和治療抗性的機制可提供新的治療靶點。（圖1）

1 YAP 的結(jié)構(gòu)

1988年，Moye-Rowley 等克隆了酵母的 AP-1 基因(yAP1)，后來證實，此基因與哺乳動物的YAP 基因同源[1]。人YAP 基因位于染色體11q22.1 區(qū)，DNA全長127 896 bp，具有11 個轉(zhuǎn)錄本，編碼約504 個氨基酸殘基的蛋白[2-3]。YAP 蛋白最初被鑒定為與Yes 原癌基因產(chǎn)物的SH3 結(jié)構(gòu)域結(jié)合的蛋白質(zhì)，其屬于Src 蛋白酪氨酸激酶家族。YAP 蛋白的相對分子質(zhì)量為 65 ku，具有兩種亞型（YAP1、YAP2），由TID 結(jié)構(gòu)域（轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合結(jié)構(gòu)域）、WW 結(jié)構(gòu)域（Tryptophan-Tryptophan 結(jié)構(gòu)域）、TAD 結(jié)構(gòu)域（轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域）構(gòu)成，部分異構(gòu)體含有SH3-BM（SH3結(jié)合結(jié)構(gòu)域）和亮氨酸鋅指結(jié)構(gòu)。YAP1 含有1 個WW 結(jié)構(gòu)域，YAP2 含有 2 個 WW 結(jié)構(gòu)域，可與連續(xù)富含脯氨酸的基序（PPXY）相互作用，介導蛋白質(zhì)復合物的形成。TID 結(jié)構(gòu)域主要用于募集轉(zhuǎn)錄激活因子，TAD 結(jié)構(gòu)域類似于單純皰疹病毒I 型激活域的病毒粒子蛋白16（VP16），是一種表征良好的轉(zhuǎn)錄共激活因子，可與各種轉(zhuǎn)錄因子相互作用并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄活性。

2 YAP 蛋白功能及調(diào)控

YAP 是Hippo 信號通路中的關(guān)鍵下游調(diào)控靶標，既可充當轉(zhuǎn)錄共激活因子，也可充當共抑制因子，通過調(diào)控細胞增殖和凋亡，在器官大小控制和腫瘤進展中起關(guān)鍵作用。Hippo 信號通路的名稱來源于果蠅中發(fā)現(xiàn)的一組基因，在人類基因中，Hippo途徑的核心激酶反應鏈主要包括激酶MST1/2、LATS1/2 及接頭蛋白SAV 和MOB，調(diào)控轉(zhuǎn)錄共激活因子YAP 和Tafazzin 蛋白（TAZ）的磷酸化水平及核質(zhì)定位。Hippo 信號轉(zhuǎn)導通路控制動物器官發(fā)育、生長和再生，其失調(diào)經(jīng)常參與腫瘤發(fā)生[4-6]。當Hippo 途徑開啟時，YAP 和TAZ 被LATS1/2 磷酸化，促進其細胞質(zhì)隔離和蛋白酶體介導的降解。當Hippo 途徑關(guān)閉時，YAP 和TAZ 被去磷酸化并轉(zhuǎn)移到細胞核，從而能激活不同轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的靶基因，最終調(diào)節(jié)細胞生長、代謝、增殖、遷移、侵襲或死亡[7-8]。除經(jīng)典Hippo 通路外，YAP 還受機械應力、氧化應激壓力、蛋白間相互作用等調(diào)控[9]。

3 YAP1 參與腫瘤耐藥

3.1 經(jīng)典的Hippo 通路介導的治療抵抗

YAP/TAZ 作為Hippo 途徑的效應分子，常常被當作一種蛋白質(zhì)，參與多種抗腫瘤治療的耐藥模式[10-14]，包括細胞毒性化療藥物治療、分子靶向治療、放療及腫瘤細胞固有耐藥等方面。

3.1.1 YAP1/TAZ 介導化療抵抗

圖1 YAP 通過Hippo 經(jīng)典通路/Hippo 經(jīng)典通路外介導腫瘤治療抵抗及轉(zhuǎn)移復發(fā)

細胞毒性化療藥物通過干擾必要的細胞過程，如有絲分裂紡錘體的形成、DNA 復制和DNA 完整性，干擾細胞分裂和生存。YAP/TAZ 的上調(diào)可抵抗多種細胞毒性藥物，如抗小管蛋白、抗代謝物和DNA 損傷藥物。在乳腺癌細胞中，TAZ 的過表達已被證明可誘導對紫杉醇和阿霉素的耐藥性，YAP/TAZ 靶基因CYR61 和CTGF 的上調(diào)似乎有助于耐藥性的形成[15-16]。此外，在對5-氟尿嘧啶（5-FU）耐藥的癌細胞系中，YAP 的表達和活性增加，且YAP 在耐藥結(jié)腸癌和食道癌中的表達也上調(diào)[17-18]。Li 等[19]的研究結(jié)果表明，YAP 誘導性高表達與紫杉醇化學抗性的三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）患者的早期復發(fā)密切相關(guān)，YAP 的敲低或與抑制劑Verteporfin 的聯(lián)合使用減少了紫杉醇抗性MDA-MB-231 細胞系的遷移并增強了其凋亡和自噬；因此提出Verteporfin 可作為以紫杉醇為基礎(chǔ)治療藥物的TNBC 患者的化學增敏劑。另外，在人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）陽性的乳腺癌患者中，YAP/TAZ高表達與HER2 單克隆抗體、曲妥珠單抗以及化療聯(lián)合治療反應不良有關(guān)[20-22]。

3.1.2 YAP1/TAZ 介導放療抵抗

放射治療是癌癥治療的另一個重要軸心。電離輻射致癌細胞DNA 雙鏈斷裂，誘導細胞周期退出和凋亡。研究結(jié)果表明，在多種癌癥中，YAP 除了介導化療耐藥性外，還介導放療耐藥性，激活YAP/TAZ 可使癌細胞克服DNA 損傷因子和放療誘導的DNA 損傷反應[10，23]。髓母細胞瘤中的 YAP 活化，可誘導對輻射的抵抗，而激活YAP 的髓母細胞瘤細胞可繞過DNA 損傷誘導的G1/S 和G2/M 細胞周期檢查點，導致DNA 持續(xù)斷裂和基因組不穩(wěn)定[24]；而尿路上皮細胞癌中，YAP 的下調(diào)可增強γ 照射以及其他DNA 損傷藥物的損傷反應和細胞凋亡[24]。上述這種檢查點旁路，被認為是由于YAP 介導的IGF2-AKT 通路的激活，該通路可失活DNA 損傷反應轉(zhuǎn)導子共濟失調(diào)毛細血管擴張突變基因（ataxia telangiectasia-mutated gene，ATM）和細胞周期檢測點激酶 2（checkpoint kinase 2，CHK2）。相反，YAP 的抑制會導致順鉑治療時DNA 損傷反應增加，ATM 活化增加，通過DNA 損傷的積累導致尿路上皮癌細胞凋亡[25]。

3.1.3 YAP/TAZ 介導分子靶向治療抵抗

激活YAP 和TAZ 可上調(diào)生長因子信號轉(zhuǎn)導元件的編碼基因，增強分子靶向藥物抗腫瘤治療的耐藥。由YAP/TAZ 驅(qū)動的耐藥性可能涉及表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號轉(zhuǎn)導的增強，以及下游絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK） 和 PI3K/AKT 信號通路的激活，而EGFR 和胰島素樣生長因子（insulin like growth factor，IGF）信號被證明可增強YAP/TAZ 活性[26-28]。因此，YAP/TAZ 和 EGFR/IGF 通路之間的正反饋回路可能進一步強化耐藥性過程。YAP/TAZ 活性可能通過上調(diào)抗凋亡基因的表達，來降低細胞對抗癌藥物的敏感性。YAP 可結(jié)合抗凋亡基因B 細胞淋巴瘤2 樣1 基因（B-cell lymphoma 2-like1，BCL2L1）和含桿狀病毒 IAP 重復 5（baculoviral IAP repeat-containing 5，BIRC5）的啟動子，上調(diào)其表達水平。在B-RAF 原癌基因絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（B-Raf proto oncogene serine/threonine protein kinase BRAF）和大鼠肉瘤（rat sarcoma,RAS）基因突變的癌細胞系中，BCL2L1 的抗凋亡亞型BCL-XL 的表達依賴于YAP 的活性，BCL-XL 是YAP 的下游效應物，在對RAF/MEK（Mekinist）抑制劑產(chǎn)生耐藥性的過程中發(fā)揮作用[29]。因此，YAP/TAZ 活性可能通過上調(diào)抗凋亡基因的表達來降低細胞對抗癌藥物的凋亡敏感性。在分子靶向治療中，YAP 活化可拯救KRAS 依賴性結(jié)腸癌細胞免受shRNA 介導、KRAS抑制誘導的活力喪失[29]，提示YAP/TAZ 激活可能誘導RAS 信號通路特異性靶向抗癌藥物的耐藥性。Lin 等[30]發(fā)現(xiàn) YAP 可介導對 RAF 和 MEK 抑制劑治療的耐藥性，對YAP 的抑制可顯著提高RAF 或MEK 抑制劑的敏感性。

3.1.4 YAP/TAZ 介導腫瘤細胞的固有抵抗

YAP/TAZ 的生物學效應主要來源于其在調(diào)控細胞增殖、存活和干細胞的基因轉(zhuǎn)錄激活中的作用。然而，哺乳動物細胞中的YAP 和TAZ 除了與基因啟動子相互作用外，還與許多轉(zhuǎn)錄增強相關(guān)結(jié)構(gòu)域（transcriptional enhanced associate domain，TEAD）結(jié)合增強子和超增強子相互作用，從而導致一組決定細胞狀態(tài)的基因具有高水平的轉(zhuǎn)錄活性[31]。因此，YAP 和TAZ 可能通過調(diào)控一個復雜的增強子和啟動子序列來協(xié)調(diào)耐藥基因的轉(zhuǎn)錄。YAP 也被證明與致癌的p53 突變體合作，可誘導細胞周期蛋白和周期蛋白依賴性激酶1（cyclin-dependent kinases 1，CDK1）的轉(zhuǎn)錄激活，促進細胞周期進展[32]。因此，YAP 的激活可能通過干擾腫瘤抑制因子野生型p53或增強p53 突變體的致癌活性而干擾抗癌治療。

YAP/TAZ 的激活也會誘導癌細胞的干細胞樣特性。而腫瘤干細胞的干性與抗癌治療的耐藥性相關(guān)，如藥物轉(zhuǎn)運體表達的上調(diào)、DNA 修復能力的提高以及更高的抗凋亡潛能[13,33]。分化差的乳腺癌呈現(xiàn)出較高水平的YAP/TAZ 靶基因表達，乳腺癌中的TAZ 活性通過提高干細胞標志物和腫瘤起始潛能，誘導對紫杉醇和多柔比星的抗性[34]。此外，有研究結(jié)果表明，蛋白酶激活的受體1（recombinant protease activated receptor 1，PAR1） 信 號 通 路 通 過 Rho GTPase 激活誘導YAP 去磷酸化和核轉(zhuǎn)位，從而促進干細胞樣胃癌細胞的多藥耐藥[35]。這些結(jié)果支持了YAP/TAZ 可能通過誘導癌細胞中的干細胞樣特性而促進抗癌治療耐藥性的觀點。

腫瘤細胞的上皮細胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)變（epithelial to mesenchymal transition，EMT）過程不僅是腫瘤轉(zhuǎn)移增加的基礎(chǔ)，而且與腫瘤細胞的EMT 對抗癌治療的耐藥性過程密切相關(guān)[36-37]。在乳腺上皮細胞中，YAP/TAZ 激活誘導EMT 表型，如細胞失去接觸，紡錘形形態(tài)出現(xiàn)，間充質(zhì)標志物（如纖維連接蛋白、波形蛋白和N-cadherin）上調(diào)[15,38]。在KRAS 依賴性結(jié)腸癌細胞系和小鼠肺癌模型中，YAP 通過其對EMT 誘導的影響，挽救了KRAS 抑制后腫瘤細胞活力的降低[29]。

3.2 YAP 介導Hippo 通路外的治療抵抗

YAP 作為轉(zhuǎn)錄共激活因子，除與TAZ 的協(xié)同促轉(zhuǎn)錄作用促進腫瘤耐藥外，同時存在其他途徑的調(diào)控及被調(diào)控機制參與治療抵抗。Koinis 等[39]的研究結(jié)果表明，引起前列腺癌MET 抑制Cabozantinib抵抗的分子基礎(chǔ)為成纖維細胞生長因子受體1（fibroblast growth factor receptor 1，F(xiàn)GFR1）及 FGF 的過表達。FGFR1 及FGF 依賴于YAP/TBX5 復合物的驅(qū)動，而該過程中YAP 的活性調(diào)控及核質(zhì)定位獨立于 Hippo 通路之外[39]。在胰腺癌中，14-3-3σ 過表達可促進YAP 表達，磷酸化的YAP 通過與14-3-3 蛋白質(zhì)結(jié)合形成磷酸肽復合物而被隔離在細胞質(zhì)中，此處YAP 不再具有促進靶基因表達的轉(zhuǎn)錄激活作用，二者相互結(jié)合、相互依賴，通過增強核糖核苷酸還原酶 M1（ribonucleotide reductase M1, RRM1）和RRM2 的表達，減弱吉西他濱誘導的Caspase-8 激活和凋亡來增強獲得性吉西他濱的耐藥性[40]。

4 結(jié) 語

YAP/TAZ 作為Hippo 信號通路的下游效應因子，可通過激活生長因子信號、抑制凋亡、調(diào)節(jié)DNA損傷反應、促進細胞周期、誘導干細胞樣特性、誘導間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，引起抗腫瘤治療過程中的耐藥作用。此外，YAP 還可通過Hippo 經(jīng)典通路外的非轉(zhuǎn)錄激活作用與多種蛋白相互作用，誘導腫瘤耐藥的發(fā)生，如圖1 所示。YAP 的表達狀態(tài)可作為一項預測腫瘤放化療敏感性、判斷腫瘤預后的指標，是潛在的藥物靶點。利用該靶點，并與放化療及小分子抑制劑聯(lián)合應用，有望成為解決腫瘤耐藥的新途徑。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突