Hippo/YAP參與肝纖維化發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制

趙曉璐， 張春艷， 高曉陽(yáng)， 馬月宏

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院， 呼和浩特 010110

多種外界因素刺激而致的肝纖維化均伴隨著成纖維細(xì)胞激活及細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)增加，同時(shí)引起多種細(xì)胞因子、趨化因子的釋放，進(jìn)一步促進(jìn)肝星狀細(xì)胞(HSC)活化，導(dǎo)致異常沉積在細(xì)胞表面的基質(zhì)硬度增加形成的正反饋回路[1]，放大了肝纖維化的過(guò)程。目前針對(duì)肝纖維化的治療，肝移植是最為有效的方法，但由于價(jià)格昂貴且供體稀缺，一般不會(huì)成為人們的首要選擇[2]。盡管現(xiàn)已證實(shí)多條信號(hào)通路可通過(guò)活化HSC而加速肝纖維化的進(jìn)展，但其主要針對(duì)的是體外培養(yǎng)或體內(nèi)造模損傷后HSC活化的基礎(chǔ)上，然而針對(duì)早期HSC活化影響肝纖維化的研究較少，而信號(hào)通路Hippo是一種相對(duì)保守的絲氨酸激酶級(jí)聯(lián)通路，Yes相關(guān)蛋白(Yes-associated protein,YAP)是其下游關(guān)鍵效應(yīng)器和機(jī)械信號(hào)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵介質(zhì)，而上游激酶及下游轉(zhuǎn)錄共激活因子YAP在細(xì)胞增殖凋亡等過(guò)程發(fā)揮重要作用[3]。鑒于近年來(lái)對(duì)Hippo通路的研究發(fā)現(xiàn)，其核心成分YAP在早期調(diào)控肝纖維化的發(fā)生發(fā)展及進(jìn)展期發(fā)揮重要作用，本文就Hippo/YAP通路參與肝纖維化的相關(guān)作用作一簡(jiǎn)要綜述。

1 Hippo通路概述

1.1 Hippo通路組成 Hippo通路是最初于果蠅中篩選發(fā)現(xiàn)的一種相對(duì)保守的由上游調(diào)控因子、蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄共激活因子及誘導(dǎo)的靶基因組成的級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，近年來(lái)在哺乳動(dòng)物和人類中被廣泛研究。主要由激酶復(fù)合物哺乳動(dòng)物不育系20樣激酶1(mammaliansterile20-likekinase1/2，Mst1/2)、腫瘤抑制激酶1/2(Large tumor suppressor kinase1/2,Lats1/2)、支架蛋白 Sav1、銜接蛋白 Mob1、下游轉(zhuǎn)錄共激活因子YAP和其旁系同源物TAZ(YAP/TAZ)、轉(zhuǎn)錄因子TEAD組成；其上游調(diào)控因子主要有跨膜蛋白、鈣黏蛋白、Angiomotin家族蛋白等作用于上游激酶；其下游激活因子YAP/TAZ一般有1～2個(gè)結(jié)構(gòu)域，主要是富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域、WW結(jié)構(gòu)域及由四個(gè)C端氨基酸形成的PDZ結(jié)合基序，可與PPXY基序結(jié)構(gòu)域結(jié)合相互作用，此過(guò)程是不依賴YAP磷酸化而啟動(dòng)靶基因轉(zhuǎn)錄的[4-5]。

1.2 Hippo通路機(jī)制 該通路主要參與細(xì)胞的增殖、分化、遷移，此外在控制腫瘤形成中研究頗多。Hippo通路激活時(shí)，首先在上游調(diào)節(jié)因素的刺激下，磷酸化Mst1，磷酸化的Mst1不僅可磷酸化下游激酶 Lats1/2，還分別與支架蛋白 Sav1、銜接蛋白 Mob1結(jié)合間接促使Lats1/2磷酸化，最后使下游轉(zhuǎn)錄激活因子YAP磷酸化，磷酸化后的YAP與細(xì)胞骨架蛋白14-3-3結(jié)合，YAP滯留在細(xì)胞質(zhì)中,不能與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子TEAD結(jié)合，從而抑制了YAP轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)Hippo信號(hào)通路抑制，未磷酸化YAP可由細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移，此時(shí)核內(nèi)的YAP可與多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子(如TEAD)相互作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物，以驅(qū)動(dòng)靶基因結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor,CTGF)、錨蛋白重復(fù)結(jié)構(gòu)域1、TGFβ、 CYR61的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮細(xì)胞生物學(xué)作用[4,6-7]。

Hippo信號(hào)的中斷或其核心因子YAP的異常激活，會(huì)導(dǎo)致包括炎癥、纖維化和癌癥在內(nèi)的多種疾病[8-9]。肝癌與肝纖維化密切相關(guān)，約90%的肝癌患者都發(fā)生在晚期肝纖維化中[10]，因此阻止肝纖維化持續(xù)進(jìn)展是有意義的。已有研究[11]發(fā)現(xiàn)在肝纖維化初期HSC活化中，檢測(cè)到Y(jié)AP的表達(dá)，與TEAD結(jié)合介導(dǎo)靶基因的轉(zhuǎn)錄，參與肝纖維化進(jìn)展；并發(fā)現(xiàn)通過(guò)敲除YAP基因或藥物干預(yù)YAP表達(dá)驗(yàn)證了可通過(guò)抑制HSC的活化緩解肝纖維化的作用。由此可見(jiàn)，Hippo/YAP通路可能參與肝纖維化病理機(jī)制，且轉(zhuǎn)錄共激活因子YAP的活性表達(dá)及核轉(zhuǎn)位是調(diào)節(jié)HSC狀態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，上游激酶的活性也同樣會(huì)影響到Hippo通路的活性進(jìn)而影響到Y(jié)AP的穩(wěn)定性與核轉(zhuǎn)位，因此為減緩和逆轉(zhuǎn)肝纖維化提供了重要思路。

2 Hippo/YAP與肝纖維化

2.1 Hippo/YAP調(diào)控HSC活化增殖 活化的HSC是加速肝纖維化進(jìn)展的源頭,失去儲(chǔ)脂功能的HSC逐漸激活成肌成纖維細(xì)胞，并分泌膠原纖維產(chǎn)生大量ECM，一旦造成永久性HSC活化，發(fā)展為肝硬化、肝衰竭，甚至肝癌，此時(shí)將造成不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)果[12]。已有大量研究證實(shí)Hippo/YAP通路對(duì)HSC的活化增殖有重要作用，其效應(yīng)因子YAP的激活與抑制在調(diào)節(jié)HSC活化增殖的作用中起關(guān)鍵作用。有研究[11]發(fā)現(xiàn)在CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化模型與乙型肝炎患者肝組織的HSC中觀察到顯著的YAP核表達(dá)。對(duì)于在肝缺血再灌注損傷引起的HSC活化中YAP活性的表達(dá)，決定了HSC增殖與纖維的最終生成[13]。Hippo通路的激活也可由上游激酶的活性所決定，進(jìn)而使YAP/TAZ失活，阻止HSC激活，抑制有利于肝纖維化的靶基因轉(zhuǎn)錄[14]。體內(nèi)外肝纖維化模型的研究，已經(jīng)證實(shí)YAP因子是HSC活化的驅(qū)動(dòng)因素。同時(shí)HSC活化過(guò)程中常伴隨著細(xì)胞因子或基因蛋白的上調(diào)，最為顯著的是TGFβ、CTGF、Acta等，也是Hippo/YAP通路的直接靶點(diǎn)[11]，可進(jìn)一步促進(jìn)HSC活化與增殖，形成一個(gè)反饋環(huán)，加速肝纖維化進(jìn)展。CTGF作為活化HSC的細(xì)胞因子在肝纖維化中促使HSC活化增殖等生物學(xué)作用已被熟知，研究[15]發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方益氣活血方治療肝纖維化模型后，分子生物學(xué)方法檢測(cè)到肝纖維化顯著標(biāo)志物的下降及Hippo通路中YAP蛋白表達(dá)水平及靶基因CTGF的下調(diào)，延緩肝纖維化進(jìn)展。此外，TGFβ作為顯著的促纖維化細(xì)胞因子可促進(jìn)HSC激活進(jìn)一步分化為肌成纖維細(xì)胞，楊挺等[16]在CCl4、膽管結(jié)扎小鼠模型及TGFβ誘導(dǎo)的活化LX-2模型的研究中發(fā)現(xiàn)，中藥苦蘵可通過(guò)下調(diào)YAP的表達(dá)與抑制TGFβ/Smad通路抑制HSC激活和肝纖維化。由此可見(jiàn)，Hippo/YAP參與調(diào)控HSC的活化增殖，主要由其核心因子YAP及靶基因的表達(dá)決定HSC的狀態(tài)及纖維形成。

2.2 Hippo/YAP調(diào)控ECM沉積 活化的HSC是產(chǎn)生ECM的主要來(lái)源，基質(zhì)金屬蛋白酶系統(tǒng)失衡使大量ECM沉積，此時(shí)ECM硬化程度不斷增加。由于YAP被視為強(qiáng)化和維持驅(qū)動(dòng)纖維化反饋回路的機(jī)械性協(xié)調(diào)器[17],可響應(yīng)細(xì)胞外基質(zhì)機(jī)械信號(hào)，使YAP被激活，反過(guò)來(lái)又提高了ECM沉積和硬度，構(gòu)成又一個(gè)正反饋回路，但ECM的生成是否可促進(jìn)HSC活化，尚不得知；機(jī)械信號(hào)往往通過(guò)細(xì)胞表面受體的激活來(lái)傳遞，如細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)受體(G protein-coupled receptor，GPCR)、整合素、CTGF以及影響細(xì)胞極性的物質(zhì)[4]。已有研究[18]證實(shí)GPCR受體與纖維化疾病相關(guān)，且激活與Gαq、Gαi偶聯(lián)的GPCR可響應(yīng)YAP/TAZ的核轉(zhuǎn)移；而刺激大量Gαs偶聯(lián)的GPCR可消除YAP/TAZ激活，因此抑制YAP的核轉(zhuǎn)移可對(duì)纖維化組織起逆轉(zhuǎn)的作用。有研究[19-20]表明整合素作為組織硬度的主要機(jī)械傳感器，可以通過(guò)雙向“外-內(nèi)”和“內(nèi)-外”信號(hào)機(jī)制控制HSC的激活，參與肝纖維化。ECM與細(xì)胞外整合素結(jié)合調(diào)控肝纖維化，以致ECM的硬化與積累，使活化的肌成纖維細(xì)胞之間的接觸增加；與細(xì)胞內(nèi)骨架蛋白連接，黏著斑形成增加，從而導(dǎo)致ECM硬度增加及肌動(dòng)蛋白和肌動(dòng)球蛋白收縮性的改變,均可誘導(dǎo)機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)，激活YAP/TAZ轉(zhuǎn)至細(xì)胞核?？梢?jiàn)，YAP復(fù)合物介導(dǎo)ECM啟動(dòng)機(jī)械信號(hào)并驅(qū)動(dòng)正反饋回路加速肝纖維化進(jìn)展，整合素可能是調(diào)控YAP活性表達(dá)及核轉(zhuǎn)位的機(jī)械性上游調(diào)節(jié)因子之一。而CTGF除了促進(jìn)HSC活化作用外，作為一種富含半胱氨酸的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，通過(guò)纖維連接蛋白、膠原蛋白(Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ型)的誘導(dǎo)，與各種細(xì)胞表面受體結(jié)合，包括αVβ3和α5β1整合素等，進(jìn)而介導(dǎo)誘導(dǎo)機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)，響應(yīng)YAP的激活[21]。因此，YAP可作為抗肝纖維化中一個(gè)靶點(diǎn)，抑制YAP核質(zhì)移位可降低HSC中促進(jìn)纖維化和機(jī)械傳導(dǎo)的關(guān)鍵因子的細(xì)胞增殖、基因和蛋白質(zhì)表達(dá),有望開(kāi)發(fā)出與YAP蛋白有較強(qiáng)的親和力的分子化合物，使YAP與TEAD之間的結(jié)合力破壞，從而阻斷Hippo/YAP通路轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。

總的來(lái)說(shuō)，機(jī)械性信號(hào)通路的激活是驅(qū)動(dòng)HSC活化進(jìn)展為纖維化的重要因素，而YAP是機(jī)械性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵下游效應(yīng)器，因此靶向YAP的表達(dá)或阻斷機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在減輕或逆肝轉(zhuǎn)纖維化上開(kāi)發(fā)更多小分子化合物藥物，能夠?yàn)楦卫w維化患者提供新的治療選擇。

2.3 Hippo/YAP調(diào)控HSC凋亡衰老 HSC活化狀態(tài)決定了肝纖維化進(jìn)展，誘導(dǎo)活化HSC衰老凋亡是有效的限制肝纖維化進(jìn)展的途徑[22]，而Hippo/YAP中YAP在細(xì)胞增殖、凋亡、衰老、遷移中具有重要作用[23]。又因氧化應(yīng)激也是誘導(dǎo)HSC衰老凋亡的一個(gè)重要因素[24]，在肝纖維化中發(fā)揮重要作用，已有文獻(xiàn)[25]稱Hippo通路激活YAP增強(qiáng)了抗氧化基因表達(dá)，減弱了肝臟損傷，阻斷了促使纖維化進(jìn)展的程序。因此推測(cè)Hippo/YAP可調(diào)控HSC的凋亡衰老參與逆轉(zhuǎn)肝纖維化的過(guò)程。有文獻(xiàn)[26]指出Hippo/YAP中沉默YAP因子的表達(dá)促使活化HSC-T6的凋亡，隨即阻斷肝纖維化進(jìn)展；且在Hippo通路中，Mst1激酶可與間接蛋白結(jié)合使YAP磷酸化，發(fā)揮抑制HSC增殖、促使凋亡的功能；有研究[27]表明細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子P53是調(diào)控HSC衰老的重要因子，并發(fā)現(xiàn)YAP可調(diào)節(jié)HSC中P53的表達(dá)，是一種新的細(xì)胞衰老負(fù)性調(diào)節(jié)因子，可誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯和衰老[28]。由此可見(jiàn)，Hippo/YAP可能參與調(diào)控HSC的衰老凋亡，但經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)查閱發(fā)現(xiàn)目前其具體機(jī)制不明確，可以作為今后探索的方向。

由此可見(jiàn)，Hippo/YAP通路上游激酶、機(jī)械信號(hào)介導(dǎo)的YAP核轉(zhuǎn)移和功能的表達(dá)，在HSC增殖分化、衰老凋亡及ECM沉積等過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，在分子水平上靶向抑制其活性表達(dá)可能是預(yù)防逆轉(zhuǎn)肝纖維化的一種新途徑。

2.4 Hippo/YAP在逆轉(zhuǎn)肝纖維化中的作用 最近研究發(fā)現(xiàn)對(duì)Hippo/YAP中核心因子YAP的活性表達(dá)及入核后活動(dòng)的調(diào)控與肝纖維化密切相關(guān)，而對(duì)于肝纖維化的逆轉(zhuǎn)常伴隨著HSC的失活、衰老、凋亡以及ECM降解，至今為止還沒(méi)有有效治療肝纖維化的藥物應(yīng)用于臨床，因此中斷Hippo/YAP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)成纖維細(xì)胞激活與基質(zhì)硬化增加的正反饋回路的阻斷提供策略，為減緩纖維化提供了重要思路?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)出YAP抑制劑在HSC失活等減緩肝纖維化進(jìn)展的生物學(xué)作用中具有逆轉(zhuǎn)肝纖維化的潛力，Alsamman等[29]研究發(fā)現(xiàn)靶向YAP抑制劑神經(jīng)酰胺促進(jìn)泛素連接酶銜接蛋白β-TrCP介導(dǎo)YAP/TAZ蛋白酶體的降解來(lái)抑制YAP/TAZ的活性并調(diào)節(jié)其定位，進(jìn)而促使HSC失活；此外最先被證實(shí)的YAP抑制劑維替泊芬對(duì)YAP的抑制降低了HSC激活和纖維生成[30]?；蛞訦ippo通路中YAP因子為靶點(diǎn)進(jìn)行降解，干預(yù)其活性表達(dá)，陳雅靜等[31]的研究中特異性敲除CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化模型中的YAP蛋白，觀察到ECM沉積的減少及肝纖維化顯著標(biāo)志物mRNA水平下降。Li等[32]的研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過(guò)抑制Hippo/YAP，YAP/TAZ表達(dá)降低，進(jìn)而誘導(dǎo)HSC凋亡并抑制HSC活化，而過(guò)表達(dá)YAP，明顯發(fā)現(xiàn)HSC活化增加，凋亡減少。Zhang等[33]還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)CCl4處理的小鼠的纖維化肝臟中YAP/TAZ過(guò)度表達(dá)，而omega-3多不飽和脂肪酸降解YAP/TAZ導(dǎo)致活化HSC和纖維化肝臟中促纖維化基因的下調(diào)。此外同時(shí)干預(yù)YAP因子和靶基因的表達(dá)可能對(duì)肝纖維化的逆轉(zhuǎn)有協(xié)同作用，經(jīng)香芹酚處理的CCl4誘導(dǎo)小鼠模型，觀察到下調(diào)了轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子YAP/TAZ和靶基因TGFβ的蛋白水平，同時(shí)發(fā)現(xiàn)抑制YAP/TAZ蛋白的表達(dá)會(huì)抑制TGFβ信號(hào)通路的活化[34]。牛偉曉等[35]研究發(fā)現(xiàn)，化合物pepstatin Pr的抗肝纖維化機(jī)制可能與YAP和TGFβ通路有關(guān)，實(shí)驗(yàn)觀察到其能夠抑制LX-2細(xì)胞中YAP/TAZ蛋白表達(dá)水平及其下游Smad2磷酸化水平。由此可見(jiàn)，進(jìn)一步研究調(diào)節(jié)Hippo通路YAP表達(dá)的其他機(jī)制或分子均有可能逆轉(zhuǎn)肝纖維化，為YAP在抗肝纖維化靶點(diǎn)藥物的設(shè)計(jì)上提供見(jiàn)解。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，最近新涌現(xiàn)出來(lái)的Hippo/YAP信號(hào)通路與肝纖維化聯(lián)系密切，是調(diào)控肝臟中HSC活化增殖、衰老凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，其在肝纖維化逆轉(zhuǎn)中起一定的作用。但在目前國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)中其他肝臟細(xì)胞的特異性表達(dá)研究少見(jiàn)。臨床現(xiàn)針對(duì)肝纖維化的早期治療還沒(méi)有特異性的靶點(diǎn)藥物被應(yīng)用，因此，靶向開(kāi)發(fā)該通路的上游激酶、關(guān)鍵因子YAP及靶基因表達(dá)的靶點(diǎn)藥物有望為早期肝纖維化及進(jìn)展期逆轉(zhuǎn)治療提供新靶點(diǎn)，并以針對(duì)該通路靶點(diǎn)的天然成分化合物藥物開(kāi)發(fā)為切入點(diǎn)可能會(huì)是一種選擇；因此應(yīng)全面深入了解Hippo/YAP信號(hào)通路在不同病因引起的肝纖維化的分子機(jī)制，為治療肝纖維化尋找更多可能性。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：趙曉璐負(fù)責(zé)選題，總結(jié)文獻(xiàn)，撰寫(xiě)文章；張春艷、高曉陽(yáng)負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)；馬月宏負(fù)責(zé)校正并最后定稿。