大腫瘤抑癌基因1在腫瘤中的研究進展

喬旭華，付什，張雯，劉雙玥

(1.昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院泌尿外科，昆明 650000； 2.昆明市婦幼保健院婦科，昆明650000)

腫瘤的發(fā)病機制較為復雜，目前其發(fā)病機制尚不完全明確，而促進細胞癌變的一個關鍵因素是抑癌基因突變，因此對抑癌基因的深入研究有助于了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，為腫瘤早期預防提供參考。目前針對抑癌基因的研究已取得一定進展，大腫瘤抑癌基因1(large tumor suppressor 1，LATS1)是其中的一個研究熱點。LATS1是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的LATS家族成員之一，LATS1可通過Hippo信號通路誘導細胞周期阻滯于G2/M期，從而抑制腫瘤細胞的生長[1]。研究發(fā)現(xiàn)，LATS1基因表達上調可誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞遷移[2]，進一步了解LATS1在Hippo信號通路中的調控機制，可以為腫瘤的預防及治療提供理論基礎，但將理論應用于臨床還需要更深入的研究。未來對LATS1的研究應基于兩個方面：①Hippo信號通路的失調可促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[3]；②LATS1作為Hippo信號通路中的核心信號分子，其在腫瘤細胞中的表達水平直接影響腫瘤細胞的生物學特性[4]。基于這兩點闡述LATS1在癌癥發(fā)生發(fā)展及治療中的作用，進一步探討LATS1在腫瘤的形成、干細胞、免疫治療等方面的研究進展，可以為腫瘤的治療提供新思路?，F(xiàn)就LATS1在腫瘤中的研究進展予以綜述。

1 LATS1的分子結構

LATS1屬于dbf2相關核蛋白激酶的一種，LATS1基因位于染色體6q24～25上，開放閱讀框架約3 393 bp，編碼1 130個氨基酸，長約57.3 kb[5]。在LAST1的C端存在絲/蘇氨酸激酶區(qū)和2個LATS保守區(qū)，并含有2個與WW(W：色氨酸)結構域結合蛋白相關的PPxY(P：脯氨酸；x：任意氨基酸；Y：酪氨酸)模體；在LAST1的N端有1個泛素結合區(qū)域，并含有兩段保守序列，即LCD(LATS conserved domains)1和LCD2，LCD1和LCD2序列是LSTA1發(fā)揮調控功能必不可少的序列[6]。深入了解LATS1的分子結構，通過基因測序等方法探究LATS1易調控或易突變區(qū)域，可能為LSTA1在腫瘤中的研究提供新思路。

2 LATS1在Hippo信號通路中的激活

Hippo信號通路是經典腫瘤抑制信號通路，Hippo通路中的信號分子失調可導致多種腫瘤的發(fā)生，探究Hippo信號通路的調節(jié)因子以及調控機制有助于發(fā)現(xiàn)新的腫瘤治療方案[7]。哺乳動物不育系20樣激酶(mammalian sterile 20-like kinase，MST)、Yes相關蛋白(Yes-associated protein，YAP)/含PDZ結合基序的轉錄共激活因子(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif，TAZ)和LATS1是Hippo信號通路的核心信號分子，其中任何一個信號分子發(fā)生突變或表達異常均可導致腫瘤的發(fā)生或轉移[8]。研究表明，YAP/TAZ在腫瘤細胞中過表達可促進腫瘤的發(fā)生，因此被認為是大量實體瘤的癌基因[9]。目前研究認為，MST可激活LATS1，而活化的LATS1可磷酸化或泛素化YAP/TAZ，但活化的YAP/TAZ不能進入細胞核內誘導癌基因表達，因而起到抑制腫瘤細胞生長的作用[10-11]。

2.1磷酸化 磷酸化是將磷酸基團加在中間代謝產物或蛋白質上的過程，磷酸化作用在細胞信號轉導中具有重要作用。在Hippo信號通路中，LATS1主要通過差異性磷酸化被激活，在LATS1兩個保守的磷酸化位點中，T1079被MST2特異性磷酸化，而S909是自磷酸化位點；除了差異磷酸化作為激活LATS1的機制外，亞細胞精確定位特異性激活LATS1(即將LATS1引導至細胞內的不同區(qū)域)也可控制LATS1的活性，單極紡錘體1結合蛋白(monopolar spindle-one-binder，MOB1)與LATS1的共表達使膜部分中的LATS1富集，且靶向膜的MOB1可顯著增強LATS1在其激活段和疏水基序上的磷酸化[12]。相反，無法結合MOB1的LATS1突變體不能轉運到膜上，也不能被磷酸化。MST2激酶在其支架蛋白SAV1(salvador homolog 1)輔助下磷酸化LATS1激酶，磷酸化的LATS1在與MOB1的相互作用中被活化，進而磷酸化并抑制YAP[2]。Han等[13]研究發(fā)現(xiàn)，含有WW和C2的結構域蛋白-3在肺癌中發(fā)揮抑制作用，其主要機制為阻止含有WW和C2的結構域蛋白-3與LATS1的相互作用，進而抑制LATS1的磷酸化，導致LATS1在Hippo信號通路中表達上調，抑制肺癌細胞的侵襲和轉移。另有研究指出，腫瘤壞死因子-α誘導蛋白8過表達可抑制YAP激活，使YAP進入肝癌細胞核內，誘導肝細胞癌基因表達；此外，腫瘤壞死因子-α誘導蛋白8可以與LATS1相互作用并降低其磷酸化，增強肝癌細胞的侵襲性[14]。由此可見，磷酸化的LATS1對腫瘤生長的作用(促進或抑制)尚存在一定爭議，其作用可能與其磷酸化位點及磷酸化方式有關，還有待進一步研究。

2.2泛素化 泛素化是指泛素分子在泛素激活酶、結合酶、連接酶等的作用下將細胞內蛋白質進一步分類，篩選出靶蛋白分子，并對靶蛋白進行特異性修飾后對蛋白的定位、代謝、功能、調節(jié)和降解產生作用，同時參與細胞周期、增殖、凋亡、基因表達、轉錄等的調控。LATS1可通過多種E3連接酶發(fā)生泛素化，抑制腫瘤生長[15]。Ni等[16]利用長鏈非編碼RNA微陣列技術鑒定了一個新的長鏈非編碼RNA uc.134，并發(fā)現(xiàn)其可通過抑制支架蛋白4A介導的LATS1泛素化，抑制肝癌細胞的生長。另有研究表明，在乳腺癌細胞中通過靶向泛素化LATS1可導致LATS1降解，進而促進乳腺癌的形成，這一發(fā)現(xiàn)進一步完善了大多數(shù)人類乳腺癌起源的細胞學說[17]。因此，LATS1可通過磷酸化及泛素化調控YAP/TAZ的活性，發(fā)揮抑制腫瘤細胞生長的作用，但這并不代表LATS1僅通過這兩種方式調控YAP/TAZ的活性。深入了解LATS1的調控機制，可以為針對腫瘤發(fā)生發(fā)展機制的相關研究提供新思路。目前關于LATS1磷酸化在腫瘤細胞生長中的作用仍存在爭議，未來還需要深入研究LATS1磷酸化的作用機制，以揭示LAST1在腫瘤中的作用。

3 LATS1在腫瘤中的作用

3.1LATS1與腫瘤形成 Hippo信號通路可調節(jié)器官發(fā)育及細胞增殖、凋亡，作為Hippo信號通路的核心調控因子，LATS1表達下調可促進腫瘤的發(fā)生[18]。腫瘤壞死因子-α誘導蛋白8與LATS1相互作用，可降低LAST1磷酸化水平，從而抑制Hippo信號通路中LATS1的信號轉導，促進肺癌細胞的增殖和侵襲[19]。李朗等[20]研究表明，LAST1在小鼠骨髓間充質干細胞中低表達，可抑制Hippo信號通路，促進小鼠骨髓間充質干細胞在體外分化、增殖和遷移。但有研究表明，LATS1基因缺失可抑制小鼠結腸癌細胞的生長，可能由于LATS1基因缺失導致Hippo信號通路YAP和TAZ的激活失控所致[21]。為了系統(tǒng)評估LATS1基因在人類腫瘤中的作用，對LATS1基因進行突變分析，結果發(fā)現(xiàn)，LATS1基因的總體突變率為1.10%，尤其是胃腺癌、子宮內膜癌和膀胱尿路上皮癌患者的LATS1基因突變率更高，故認為LATS1基因突變可導致腫瘤形成，但發(fā)生率較低[22]。另有研究表明，LATS1啟動子區(qū)域的甲基化可誘導腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，LATS1的甲基化可增加口腔磷癌的發(fā)生風險[23]；非小細胞肺癌組織中LATS1和LATS2啟動子的甲基化頻率顯著高于正常組織，具有高度甲基化LATS1/LATS2非小細胞肺癌組織中的LATS1和LATS2表達顯著下調，而LATS1/LATS2顯著下調的非小細胞肺癌患者的死亡風險也隨之增加[24]。因此，LATS1可能通過磷酸化、甲基化、缺失、突變等調控Hippo信號通路，促進腫瘤細胞的增殖或凋亡，但LATS1影響腫瘤發(fā)生發(fā)展的調控Hippo信號通路的具體方式目前尚不清楚。

3.2LAST1與腫瘤細胞的侵襲、轉移 腫瘤細胞發(fā)生轉移和侵襲是導致患者死亡的主要原因，因此抑制腫瘤細胞的生長和分化過程是阻止癌癥進展的關鍵，而LATS1在腫瘤細胞的侵襲、轉移中發(fā)揮重要作用。Cheng等[25]發(fā)現(xiàn)，LIM結構域-3可與LATS1結合，抑制LATS1的活性，進而促進肝癌細胞的侵襲、轉移。Song等[26]研究顯示，長鏈非編碼RNA PIK3CD-AS1過表達通過與微RNA(microRNA，miRNA/miR)-566競爭結合促進LATS1的表達，抑制肝癌細胞的生長、侵襲和轉移。有文獻報道，LATS1表達下調可增加胃癌淋巴結轉移、預后不良和復發(fā)的風險[27]。Zhang等[28]研究表明，異位表達miR-424可通過靶向LATS1基因促進胃癌細胞增殖、侵襲。Yu等[29]研究提示，閉合蛋白-6與LATS1發(fā)生磷酸化，導致細胞核內的YAP1表達下調，促進胃癌細胞增殖、侵襲。在宮頸癌中，LATS1的表達下調，可能通過調節(jié)細胞周期蛋白E、p27蛋白、基質金屬蛋白酶9以及YAP的表達，抑制細胞的生長和侵襲[30]。綜上可知，LATS1表達上調可抑制腫瘤細胞的侵襲、轉移，LATS1表達下調則會促進腫瘤的進展，通過靶向調節(jié)LATS1可能在腫瘤的治療中取得新進展。

3.3LAST1與腫瘤的治療靶點 腫瘤的靶向治療是指在分子水平上對腫瘤細胞的蛋白分子或基因片段進行精確治療，且不損傷正常組織細胞的功能。目前的靶向治療包括基因靶向治療、抗體介導靶向治療、標記配體靶向治療等，但在靶向給藥時仍面臨著各種挑戰(zhàn)，如臨床上應用的靶向載體、靶向藥物以及靶點等還均需進一步探索。明確腫瘤精確的靶點，不僅可避免靶向治療的藥物不良反應，還可提高腫瘤的治愈率。通過對LAST1在肝癌[31]、前列腺癌[32]、膠質瘤[33]等腫瘤中作用的研究可發(fā)現(xiàn)潛在的腫瘤治療靶點。在前列腺癌中，MST1基因存在多種突變，MST1突變率越高LAST1磷酸化水平越低，去勢抵抗性前列腺癌的發(fā)生率越高，其原因可能是MST1通過LAST1調節(jié)Hippo信號通路，從而影響去勢抵抗性前列腺癌的發(fā)生，因此MST1可能是治療慢性前列腺癌的新靶點[32]。Zhang等[31]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，LAST1啟動子甲基化可抑制Hippo信號通路，從而誘導肝癌細胞中的單?；视椭久副磉_上調，而單?；视椭久竿ㄟ^前列腺素和溶血磷脂酸參與肝癌細胞的增殖和侵襲，因此單酰基甘油脂肪酶可能是一種潛在的肝癌治療靶點。有研究發(fā)現(xiàn)，神經前體細胞表達下調因子4基因可能通過調節(jié)LATS1相關信號通路參與肝癌的發(fā)生、發(fā)展，因此靶向神經前體細胞表達下調因子4-LATS1信號通路可能成為一種潛在的肝癌治療方案[34]。Liu等[33]研究表明，miR-4262可作為治療神經膠質瘤的新靶點，在膠質瘤中miR-4262可作為腫瘤誘導劑，其表達上調可直接負性調控LAST1的表達，介導腫瘤細胞的增殖和轉移。在裸鼠原位異種移植模型中，前列腺跨膜雄激素誘導蛋白1可促進膠質瘤的生長和侵襲，且主要通過促進LAST1泛素化降解，抑制Hippo信號通路，由于前列腺跨膜雄激素誘導蛋白1可調控Hippo信號通路，促進膠質瘤的進展，因此可能成為治療膠質瘤的新靶點[35]。以上研究均提示，LAST1表達上調可抑制腫瘤細胞生長，因此深入了解其調控因子在腫瘤治療中的作用，有助于發(fā)現(xiàn)更多的腫瘤治療靶點，為腫瘤靶向治療提供新的思路。

3.4LAST1與腫瘤免疫 Hippo信號通路可通過多種機制增強抗腫瘤免疫反應或參與腫瘤細胞的免疫逃逸[36]。目前Hippo信號通路在腫瘤細胞中的免疫逃逸機制尚不明確。有研究表明，Hippo信號通路中的YAP激活后與細胞毒性T細胞和巨噬細胞相互作用，調節(jié)腫瘤細胞微環(huán)境，促進腫瘤細胞生長[37]。腫瘤浸潤性免疫細胞具有雙重作用，既可殺傷腫瘤細胞抑制癌癥進程，又可促進癌癥進程[38]。因此，調控Hippo信號通路使其在腫瘤免疫中發(fā)揮作用是一個非常復雜的過程。Moroishi等[39]的動物實驗發(fā)現(xiàn)，小鼠腫瘤細胞中的LATS1/2缺失可提高腫瘤的免疫原性，證實Hippo信號通路在腫瘤免疫中具有重要作用，并進一步揭示了LATS1/2是腫瘤免疫治療的靶點。作為Hippo信號通路中的核心成員，LATS1可通過調控YAP/TAZ活性影響腫瘤免疫細胞的生物學特性。免疫治療在腫瘤治療中發(fā)展迅速，作為抑癌瘤因子LATS1在腫瘤免疫治療中的作用還有待進一步研究驗證。

3.5LATS1與腫瘤干細胞 腫瘤組織中極少數(shù)的腫瘤干細胞可以逃避放化療的殺傷，導致腫瘤復發(fā)、轉移及耐藥的發(fā)生[40]。而腫瘤的侵襲、轉移以及耐藥的發(fā)生是導致患者死亡的主要原因，因此探索腫瘤干細胞的信號轉導機制和特征對于精確靶向治療具有重要的臨床意義。Xu等[1]發(fā)現(xiàn)，LATS1可通過Hippo信號通路促進腫瘤細胞生長。Zanconato等[41]發(fā)現(xiàn)，Hippo信號通路在人體組織再生以及腫瘤干細胞的自我更新中均具有重要作用。另有研究顯示，Hippo信號通路對腫瘤干細胞的耐藥、上皮-間充質轉化、自我更新等生物學特征均有調控作用[42]。Nozaki等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在高度惡性的口腔癌中，LATS1可通過調節(jié)Hippo信號通路觸發(fā)腫瘤干細胞的自我更新。miR-21沉默可增加LATS1的表達，而LATS1表達上調可抑制腎腫瘤干細胞惡性表型[44]。以上研究表明，LATS1可能影響腫瘤干細胞的活性，但其影響腫瘤細胞干性的具體途徑，特別是LATS1通過Hippo信號通路調節(jié)腫瘤干細胞生物學特征的機制還需未來進一步探究。

4 小 結

Hippo通路可通過調控LATS1的表達抑制腫瘤細胞的生長，而LATS1的生物學功能主要通過泛素化和磷酸化實現(xiàn)。LATS1表達上調可促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，但目前關于LATS1表達調控的具體機制以及LATS1下游靶點的研究均較少，未來還需進一步研究論證。腫瘤干細胞及腫瘤的免疫治療是近年的研究熱點，探索LATS1-Hippo信號通路中腫瘤干細胞、腫瘤免疫治療可能為腫瘤的診治提供新思路。未來應充分了解LATS1信號通路及其生物學作用，尋找干預調控LATS1表達的作用靶點及藥物，并將其應用于臨床，為腫瘤治療提供幫助。