YAP/TAZ在慢性鼻-鼻竇炎伴鼻息肉及其相關(guān)疾病哮喘中的表達(dá)及意義

馮瑞瑞 柴向斌

(山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床學(xué)院 山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 太原030001)

慢性鼻-鼻竇炎 (chronic rhinosinusitis，CRS)是耳鼻咽喉科最常見(jiàn)的疾病之一，是至少持續(xù)12周，以鼻及鼻竇黏膜炎癥為特征的一組疾病。根據(jù)有無(wú)鼻息肉可分為2種亞型：慢性鼻-鼻竇炎伴鼻息肉型(CRS with nasal polyps，CRSwNP)和慢性鼻-鼻竇炎不伴鼻息肉型(CRS without nasal polyps,CRSsNP)，CRSwNP又根據(jù)嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)情況分為嗜酸性粒細(xì)胞性CRSwNP(eosinophili CRSwNP，Eos CRSwNP)和非嗜酸性粒細(xì)胞性CRSwNP(non-Eos CRSwNP)[1-2]。哮喘(bronchial asthma，BA)是一種異質(zhì)性疾病，有著多種臨床特征。CRSwNP和BA屬同一氣道多因素導(dǎo)致的異質(zhì)性疾病，發(fā)病機(jī)制目前尚不完全清楚，組織重塑在其中備受關(guān)注[3-4]。組織重塑可以發(fā)生在與炎癥或機(jī)械損傷有關(guān)的任何器官。CRS組織重塑的主要病理改變包括異常上皮細(xì)胞增殖、基底膜增厚、纖維化和鱗狀上皮化生[1]，BA的氣道重塑是炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和氣道結(jié)構(gòu)改變。有學(xué)者[3]發(fā)現(xiàn)，Yes相關(guān)蛋白(Yes-associated protein YAP)和具有PDZ 結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄輔激活物(transcriptional coactivator with PDZ binding motif，TAZ)在CRSwNP及BA中呈高表達(dá)狀態(tài)?，F(xiàn)就YAP/TAZ在組織重塑方面的表達(dá)，在CRSwNP及BA的表達(dá)及作用做一綜述。

1 與YAP/TAZ促組織重塑有關(guān)的信號(hào)通路

Sudol[5]于1994年首次報(bào)道了YAP。YAP主要由轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子相關(guān)結(jié)合域(transcriptional enhancer associated domain，TEAD)、WW結(jié)構(gòu)域、氨基末端富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域、CC結(jié)構(gòu)域、SH3結(jié)合基序、14-3-3結(jié)合位點(diǎn)、轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域以及羧基末端PDZ相互作用基序構(gòu)成[6]。YAP的相對(duì)分子質(zhì)量約為65 kD,富含脯氨酸，是細(xì)胞內(nèi)多功能的連接蛋白和轉(zhuǎn)錄共激活因子。人類YAP基因位于染色體11q22區(qū)，能夠合成2種多肽鏈YAP1和YAP2，兩者均參加Hippo通路，其中YAP1含有1個(gè)WW結(jié)構(gòu)域，YAP2含有2個(gè)結(jié)構(gòu)域。YAP缺乏DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，但是其羧基末端含有轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域，所以被稱為轉(zhuǎn)錄共激活因子[7]。Hippo通路是一個(gè)功能較為廣泛的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，YAP/TAZ則是其下游主要的效應(yīng)蛋白之一，受到細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，同時(shí)也受到其他信號(hào)的影響，包括機(jī)械轉(zhuǎn)化、Wnt信號(hào)及Notch代謝信號(hào)等。Hippo通路能夠接受來(lái)自上游的刺激，如各種刺激因子、低氧等而發(fā)揮作用，同時(shí)也能夠與其他通路相互聯(lián)系共同將信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)，引起下游YAP/TAZ蛋白的反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)組織重塑。

1.1 YAP/TAZ與Hippo通路 YAP和TAZ最初發(fā)現(xiàn)于河馬級(jí)聯(lián)通路(Hippo pathway)。該通路是一條由一系列核心激酶和轉(zhuǎn)錄因子組成的高度保守的激酶鏈[4,8]。哺乳動(dòng)物 STE20樣激酶 1/2(MST1/2)和磷酸化腫瘤抑制基因(LATS1/2)代表其Hippo通路的上游成分。它們通過(guò)磷酸化將信息傳遞至YAP，而磷酸化的YAP與被稱為14-3-3或Retina的細(xì)胞質(zhì)適配分子相結(jié)合，封閉于細(xì)胞質(zhì)中或退化，導(dǎo)致YAP失去轉(zhuǎn)錄共激活作用。Hippo通路上游成分失活后會(huì)釋放YAP進(jìn)入細(xì)胞核，引發(fā)YAP共同轉(zhuǎn)錄激活作用，然后通過(guò)結(jié)合并激活Tead家族轉(zhuǎn)錄因子來(lái)刺激促進(jìn)增殖和抑制凋亡基因的表達(dá)[8]。TAZ是哺乳動(dòng)物的YAP類似物，同樣受Hippo通路的調(diào)節(jié)[9]。YAP/TAZ 是一種多功能轉(zhuǎn)錄激活因子，是Hippo通路的下游效應(yīng)，起負(fù)調(diào)控作用，參與多種細(xì)胞反應(yīng)，與細(xì)胞增殖及代謝密切相關(guān)[9]。

1.2 YAP/TAZ與機(jī)械信號(hào) 細(xì)胞增殖和組織再生的過(guò)程在受到物理約束或機(jī)械信號(hào)影響后，通過(guò)激活Hippo通路來(lái)限制細(xì)胞過(guò)度增殖，從而防止組織的過(guò)度生長(zhǎng)[9]。參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)械信號(hào)主要包括細(xì)胞形狀及極性、流體剪切應(yīng)力和張力等。這些機(jī)械信號(hào)對(duì)多種器官結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)都有影響。越來(lái)越多的證據(jù)表明，YAP/TAZ是機(jī)械輸入轉(zhuǎn)化為基因表達(dá)過(guò)程中關(guān)鍵的機(jī)械敏感性傳感器[10]。YAP/TAZ能夠直接閱讀剪切應(yīng)力、細(xì)胞形狀和細(xì)胞外基質(zhì)等廣泛機(jī)械信號(hào)，并將它們轉(zhuǎn)化、參與特異性轉(zhuǎn)錄程序之中。另外細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)象變化和機(jī)械應(yīng)力還可以激活并聚合肌動(dòng)蛋白(F-actin)。F-actin能夠抑制LATS活性并誘導(dǎo)YAP/TAZ進(jìn)入細(xì)胞核，引發(fā)轉(zhuǎn)錄共激活[10]。YAP/TAZ的這種機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)于驅(qū)動(dòng)干細(xì)胞行為和組織再生發(fā)揮著重要作用，也揭示了異常細(xì)胞力學(xué)能夠?qū)е露喾N疾病的發(fā)生，例如纖維化、肺動(dòng)脈高壓、炎癥和癌癥等[11]。1.3 YAP/TAZ與Wnt信號(hào)通路 分泌性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Wnt家族在發(fā)育、組織穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞周期中具有重要而廣泛的作用。β-連環(huán)蛋白(β-catenin)是Wnt信號(hào)傳遞的主要效應(yīng)因子。YAP/TAZ是Wnt信號(hào)通路轉(zhuǎn)錄的介質(zhì)之一。YAP/TAZ作為β-catenin破壞復(fù)合物的組成部分，分布于細(xì)胞質(zhì)中，這種復(fù)合物含量與β-catenin呈正相關(guān)。Wnt抑制β-catenin的磷酸化，不僅維持β-catenin的穩(wěn)定，同時(shí)也促進(jìn)YAP/TAZ反應(yīng)的積累和激活，進(jìn)而調(diào)控組織穩(wěn)態(tài)[12-13]。當(dāng)Wnt通路被激活時(shí)，YAP/TAZ從破壞復(fù)合物中脫落，進(jìn)入細(xì)胞核中開(kāi)始積累并激活Wnt/ YAP/TAZ的依賴性生物效應(yīng)；當(dāng)Wnt通路受到抑制時(shí)，YAP/TAZ是泛素連接酶(β-TrCP)對(duì)復(fù)合物和β-catenin滅活所必需的[14]。吳俊華等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CRSwNP組織中Wnt5A表達(dá)明顯升高，它們認(rèn)為Wnt5A可能通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及組織重塑而參與CRS，尤其是NP。

1.4 YAP/TAZ與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming gromth factor-β，TGF-β)是促纖維化的重要組成成分，Smad是TGF-β的重要效應(yīng)蛋白。近年來(lái)有研究[16]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Hippo通路失活時(shí)，YAP/TAZ可以與Smad 2/3-Smad4復(fù)合體發(fā)生物理性結(jié)合并進(jìn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致核內(nèi)積累增多，進(jìn)而影響多種轉(zhuǎn)錄程序發(fā)揮生物活性，如促進(jìn)傷口愈合。也有專家[17]研究發(fā)現(xiàn)YAP及TGF-β對(duì)Smads的協(xié)同作用，他們認(rèn)為成纖維細(xì)胞中的力傳導(dǎo)與TGF-β誘導(dǎo)纖維化過(guò)程中促纖維化基因表達(dá)的程序密切相關(guān)。

1.5 YAP/TAZ與Th17細(xì)胞 TAZ可以調(diào)節(jié)CD4 陽(yáng)性Th17細(xì)胞的分化，促進(jìn)Th17細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)，并且是Th17細(xì)胞介導(dǎo)的炎性疾病所必需。有學(xué)者[18-20]研究發(fā)現(xiàn)，TAZ可能通過(guò)以下2種機(jī)制來(lái)調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞的分化：其一，TAZ直接激活RORγt(孤核受體)并阻斷Foxp3(TGF-b誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞系特異性轉(zhuǎn)錄因子)對(duì)RORγt的抑制，從而增加Th17特征基因的表達(dá)，增強(qiáng)Th17細(xì)胞的分化；其二，TAZ通過(guò)減少Tip 60介導(dǎo)的Foxp 3乙?；饔脕?lái)抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)育，并將其靶向蛋白酶體降解。編碼抑制蛋白基因3(suppressor of cytokine signalling 3，SOCS3)負(fù)向調(diào)控白細(xì)胞介素-6(interleu kin-6，IL-6)信號(hào)。IL-6誘導(dǎo)T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞，這是Th17細(xì)胞分化的關(guān)鍵，但他們與TAZ的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究[20]。

1.6 YAP/TAZ與Notch信號(hào) Notch信號(hào)是短距離信號(hào)相互作用最成熟的介質(zhì)之一，相鄰細(xì)胞通過(guò)該信號(hào)相互控制彼此的命運(yùn)，包括細(xì)胞存活、分化、增殖和凋亡。已有文獻(xiàn)報(bào)道[21]Notch信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是炎癥后組織修復(fù)過(guò)程中YAP/TAZ活化的下游效應(yīng)通路之一。其相互作用的主要方式包括：YAP/TAZ介導(dǎo)的Notch配體或受體直接轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，通過(guò)YAP/TAZ與Notch細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(Notch intracellular domain，NICD)共同對(duì)靶基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。NICD釋放并轉(zhuǎn)運(yùn)到核內(nèi)，導(dǎo)致包括增殖相關(guān)基因在內(nèi)的Notch靶基因的轉(zhuǎn)錄[22]。在組織微環(huán)境中，細(xì)胞機(jī)械信號(hào)也可以經(jīng)YAP/ TAZ來(lái)調(diào)節(jié)Notch信號(hào)[11]。有學(xué)者[23-24]研究發(fā)現(xiàn)Notch-1信號(hào)激活I(lǐng)L-33在CRSwNP患者鼻黏膜上皮細(xì)胞中表達(dá)，并伴有異常分化，而IL-33在嗜酸性粒細(xì)胞性CRS中顯著高表達(dá)，導(dǎo)致黏蛋白基因和蛋白表達(dá)增加，以及杯狀細(xì)胞增生。

1.7 YAP/TAZ與G蛋白偶聯(lián)受體 G蛋白耦聯(lián)受體(proteincoupled receptors，GPCRs)是從外到內(nèi)傳遞信號(hào)的質(zhì)膜受體的最大家族。多種代謝調(diào)節(jié)劑、激素和生長(zhǎng)因子作為細(xì)胞外信號(hào)，通過(guò)誘導(dǎo)不同類別的GPCRs對(duì)Hippo通路進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而能夠誘導(dǎo)或抑制YAP/TAZ活性[13,19]。有報(bào)道[13]顯示，血清溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid，LPA)和鞘氨醇1磷酸(S1P)通過(guò)G12/13耦聯(lián)受體抑制Hippo通路LATS 1/2，從而激活YAP/TAZ，后者參與LPA誘導(dǎo)的基因表達(dá)、細(xì)胞遷移和增殖等。Rho GTP 酶介導(dǎo) GPCR 對(duì) YAP 的調(diào)控，LPA、S1P、凝血酶、雌激素等與 Gα12/13、Gαq/11、Gαi/o 耦聯(lián)激活RhoGTP酶，進(jìn)而激活YAP活性；相反，腎上腺素、胰高血糖素等與Gαs 耦聯(lián)抑制RhoGTP酶，從而抑制YAP活性[25-26]。有學(xué)者[18]認(rèn)為鼻竇黏膜中的LPA可能通過(guò)上調(diào)LPA受體來(lái)發(fā)揮在CRS中炎癥介質(zhì)的作用。

2 YAP/TAZ與CRSwNP及BA的相關(guān)性

2.1 YAP/TAZ與CRSwNP YAP在CRSwNP中 能 夠 促 進(jìn)鼻息肉細(xì)胞的增殖、參與組織重塑。鄧慧儀等[27]通過(guò)檢測(cè)NP中 YAP、Tead1、核蛋白Ki-67抗原、TSLP、IL-33 等的mRNA表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)NP中存在 Hippo 通路的活化；再進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) YAP與Ki-67 表達(dá)增加呈正相關(guān)，初步提示NP中細(xì)胞的過(guò)度增殖與YAP有關(guān)。Shieh等[28]研究發(fā)現(xiàn)TGF-β1通過(guò)經(jīng)典的Smad2/3依賴性途徑和人鼻成纖維細(xì)胞中的結(jié)締組織生長(zhǎng)因子connective tissue growth factor，CTGF)誘導(dǎo)及分泌介導(dǎo)膠原蛋白途徑表達(dá)。此外，TGF-β1、CTGF和膠原蛋白在人類CRSsNP鼻黏膜標(biāo)本中高表達(dá)，提示它們參與CRSsNP的組織重塑。當(dāng)Hippo通路失活時(shí)，YAP/TAZ可以與Smad 2/3-Smad4復(fù)合體發(fā)生物理性結(jié)合并進(jìn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致核內(nèi)積累增多。這說(shuō)明YAP/TAZ與TGF-β、Smad相互作用并促進(jìn)CRSwNP的組織重塑。Ramezanpour等[29]研究發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞因子可能通過(guò)破壞黏膜屏障，加快其滲漏而促進(jìn)CRSwNP的發(fā)展。TAZ同樣可以調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞的分化，進(jìn)而參與介導(dǎo)炎性疾病的發(fā)生[19]。Wang等[30]研究發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞因子在CRSwNP形成機(jī)制中起一定作用，而且Th17細(xì)胞和Th2細(xì)胞途徑相互作用，有利于Th2細(xì)胞反應(yīng)的發(fā)展。那么可以推測(cè)TAZ促進(jìn)了CRSwNP的發(fā)生、發(fā)展。

2.2 YAP/TAZ與哮喘 哮喘是一種異質(zhì)性疾病，分為4種炎癥表型：小細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和混合細(xì)胞表型。哮喘的病理特點(diǎn)是炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和氣道結(jié)構(gòu)改變，即氣道重塑。炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)可能是通過(guò)釋放炎癥介質(zhì)和生長(zhǎng)因子來(lái)啟動(dòng)和延續(xù)氣道重塑的重要效應(yīng)。先前研究[29]發(fā)現(xiàn)在哮喘患者的氣道平滑肌細(xì)胞和支氣管上皮細(xì)胞YAP/TAZ的表達(dá)增加。YAP/TAZ可能通過(guò)多種機(jī)制參與哮喘的發(fā)病機(jī)制：第一，機(jī)械力對(duì)相關(guān)基因的調(diào)節(jié)作用。哮喘的氣道重塑特點(diǎn)是大量肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(PAECs)收縮，伴隨著對(duì)氣道內(nèi)腔和氣道壁的機(jī)械沖擊[31]。有研究[32]報(bào)道50 kPa的彈性模量能夠誘導(dǎo)YAP/TAZ表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(pulmonary artery PAECs)的增殖和遷移。第二，TAZ能夠促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化，是Th17分化和Th17細(xì)胞介導(dǎo)的炎性疾病的必要因素[19]。Evrasovic等[33]認(rèn)為，Th17分泌的IL-17A是影響氣道平滑肌細(xì)胞(airway smooth muscle cells，ASMC)重塑的嚴(yán)重哮喘的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。第三，與哮喘氣道重塑有關(guān)的細(xì)胞因子也有激活YAP/TAZ的作用，例如，鄧慧儀等[27]報(bào)道鞘氨醇-1-磷酸(S1P)是一種生物活性脂質(zhì)，通過(guò)S1PR/ Rho相關(guān)蛋白激酶(ROCK)途徑誘導(dǎo)YAP的去磷酸化和核定位，或者通過(guò)結(jié)合G12/13耦聯(lián)受體抑制Hippo通路LATS 1/2，從而激活YAP/TAZ，導(dǎo)致哮喘患者氣道中氣道平滑肌細(xì)胞(ASMC)的增殖、遷移和收縮。第四，最近發(fā)現(xiàn)YAP可以調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞以促進(jìn)血管生成[34]，血管生成是哮喘氣道重塑的共同特征[35]。

2.3 CRSwNP與BA 目前“同一氣道，同一疾病”的理念備受關(guān)注。韓德民院士[31]指出：上、下呼吸道炎癥相互影響的機(jī)制可能包括在相似的組織學(xué)結(jié)構(gòu)和遺傳基礎(chǔ)上，通過(guò)共同的炎癥反應(yīng)、神經(jīng)反射和骨髓反應(yīng)及血液循環(huán)等機(jī)制相互作用和影響。有學(xué)者[32]認(rèn)為上呼吸道炎癥可以通過(guò)各種通道引起下呼吸道炎癥，進(jìn)而可以誘發(fā)或加重BA的發(fā)作。

流行病學(xué)調(diào)查顯示有接近23%的CRS伴有BA，同時(shí)BA患者中80%伴有鼻部癥狀。大多數(shù)學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：嗜酸性粒細(xì)胞性CRSwNP與BA存在著一定的聯(lián)系。其中，Ragab等[36]將CRS患者分為哮喘、小氣道疾病(SAD)和正常下氣道(NLA)3個(gè)亞組，通過(guò)比較中鼻道灌洗液和支氣管肺泡灌洗液中嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)目得出：BA亞組中的主要炎癥細(xì)胞是嗜酸性粒細(xì)胞。Joe等[37]也認(rèn)為嗜酸性粒細(xì)胞是CRSwNP與BA的共同效應(yīng)細(xì)胞。在BA炎性發(fā)生機(jī)制研究中，Th2細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子介導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞的擴(kuò)散、激發(fā)以及募集。同時(shí)IL-4、IL-13等嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子與 IL-5 能夠共同促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[38]。有研究認(rèn)為，在BA的炎癥表型中以嗜酸性粒細(xì)胞性BA最常見(jiàn)，約占50%[39]，并且50%以上嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞型BA患者中，血液和痰中嗜酸性粒細(xì)胞增加與疾病控制和預(yù)后有關(guān)，血液中嗜酸性粒細(xì)胞增多癥反映BA的嚴(yán)重程度[40]。張敏等[34]對(duì)51例CRSwNP患者進(jìn)行前瞻性研究提出：鼻竇Lund-Mackay評(píng)分、哮喘病程、嚴(yán)重BA百分率、前1年BA的發(fā)作次數(shù)、口呼出氣一氧化氮、鼻息肉中嗜酸性粒細(xì)胞進(jìn)入程度、血嗜酸性粒細(xì)胞百分率和絕對(duì)值在EosCRSwNP組較non-EosCRSwNP組顯著增高。

3 總結(jié)與展望

CRS是耳鼻喉科常見(jiàn)疾病之一，對(duì)患者的生理、心理有著嚴(yán)重影響。目前關(guān)于CRSwNP的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，有眾多的假說(shuō)與理論猜測(cè)，其中組織重塑理論備受關(guān)注。近些年來(lái)，隨著對(duì)Hippo通路研究的深入，對(duì)YAP/TAZ在組織重塑、纖維化性疾病及腫瘤等疾病發(fā)病機(jī)制研究的不斷發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)在CRSwNP患者的鼻黏膜中YAP/TAZ呈高表達(dá)狀態(tài)，YAP/TAZ在CRSwNP疾病中如何發(fā)揮作用，以及與其他氣道重塑信號(hào)因子間的相互作用仍有待深入研究。研究YAP/TAZ在CRSwNP不同亞型、BA組織中的表達(dá)，對(duì)疾病機(jī)制的研究、預(yù)后的判斷都有著重要的指引作用。同時(shí)YAP/TAZ也是疾病治療的潛在靶點(diǎn)，為解決臨床問(wèn)題提供新的治療思路。