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Hippo-YAP信号通路及其在脑胶质瘤中的研究

谢鹏1, 耿德诚1,姜洋1综述周秀萍2审校

1.徐州医学院研究生学院神经外科在读研究生，地址：徐州医学院淮西校区神经系统疾病研究所 江苏 徐州

2.周秀萍，博士，院聘教授，硕导，徐州医学院神经系统疾病研究所副所长，教育部“新世纪优秀人才支持计划”培养对象，省“333”中青年科学技术带头人，省“六大人才高峰”培养对象江苏省徐州市泉山区淮海西路84号徐州医学院西校区生化楼3楼神经外科实验室邮箱：xpzhou@xzmc.edu.cn

摘要：恶性脑胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤，即使采用手术联合放、化疗等综合治疗措施，效果也不理想，发病率和致死率极高，因此，积极探寻脑胶质瘤发生发展的分子机制，发现潜在的分子治疗靶点有着重要意义。Hippo-YAP信号通路是通过调控细胞增殖、凋亡和分化来调控器官大小的一个新兴信号通路，YAP是其核心效应分子，Hippo通路通过调控YAP的磷酸化和核定位来发挥作用。生理状态下，Hippo-YAP信号通路的调节处于动态平衡中，保证细胞增殖和凋亡的平衡及内环境的稳态。Hippo-YAP通路失调，尤其是YAP水平升高在人类多种肿瘤中均有发现，下调YAP抑制肿瘤细胞的增殖，提示YAP可能是恶性肿瘤潜在的治疗靶点。本文综述了Hippo-YAP信号通路组成和作用及其在脑胶质瘤中的研究，为寻找脑胶质瘤治疗新靶点提供新思路。 关键词：Hippo-YAP信号通路；YAP；脑胶质瘤

脑胶质瘤是最常见的原发性颅脑肿瘤，由大脑和脊髓的胶质细胞异常恶性增生所致。目前，世界卫生组织（WHO）根据脑胶质瘤的组织病理分化程度及细胞异型性特点，将胶质瘤按照恶性程度由低到高分为4个级别，1级恶性程度最低、预后最好，4级恶性程度最高、预后最差。

由于恶性脑胶质瘤细胞易浸润到正常脑组织，通过手术不能完全切除，故复发率较高[1]。尽管对恶性胶质瘤采用了手术、替莫唑胺化疗和放疗的综合治疗，效果依然不理想，联合放化疗后一年生存率也仅为57%[2]，因此，积极探寻脑胶质瘤发生发展的分子机制有着重要的理论与临床意义。目前，对脑胶质瘤分子病

理机制的研究，已从单个基因及其编码的蛋白到多基因信号通路间交互调控的层面，为分子靶向治疗药物的研发与联合治疗提供更广阔的思路。

Hippo-YAP信号通路是通过调控细胞增殖、凋亡和分化来调控器官大小的一个新兴信号通路，YAP(Yes-associated protein，即Yes相关蛋白)是其核心效应分子，Hippo信号通路激活后，通过抑制YAP的磷酸化与核转位，抑制其辅助转录的功能从而抑制细胞增殖，促进凋亡[3]。正常生理状态下，Hippo-YAP信号通路的调节处于精细的动态平衡中，保证细胞增殖和凋亡的平衡及内环境的稳态。许多研究发现，Hippo-YAP信号通路失调导致YAP激活，从而促进肿瘤细胞的生长，是近年来的研究热点。

1.Hippo-YAP信号通路组成

Hippo-YAP信号通路由核心蛋白激酶模块、下游转录模块及上游调节模块三个相互连接的模块组成。Hippo-YAP信号通路最初是在果蝇中发现的，果蝇 Hippo 通路的核心蛋白激酶模块由Hpo (Hippo)、Sav (Salvador)、Wts (Warts)和 Mats 组成，它将细胞信号从细胞质膜传递到细胞核，Hpo和Sav结合后磷酸化Wts，Wts与小调节蛋白Mat结合共同磷酸化Yki（Yorkie蛋白），Yki磷酸化后失活，抑制下游因子如CyclinE (细胞周期蛋白)，DIAP1(Drosophila inhibitor of apoptosis 1，果蝇凋亡抑制蛋白1)等表达，抑制组织细胞生长[4]。

果蝇Hippo-YAP信号通路各组成成分在哺乳动物中都有对应的分子，目前研究显示，哺乳动物Hippo-YAP信号通路核心蛋白激酶模块包括MST1/2（mammalian STE20-like protein kinase 1/2）、WW45(also calledSalvador1)、LATS1/2(large tumor suppressor 1/2)、Mob1(MOB kinase activator)、YAP/ TAZ(transcriptional co-activator with PDZ-binding motif)等；下游转录模块为TEAD家族中TEAD1/4等[5]；上游调节模块由Kibra、非典型钙连蛋白Fat、NF2（神经纤维瘤蛋白）[6]等组成。当核心激酶模块的MST1/2和WW45结合后，磷酸化LATS1/2，LATS1/2与Mob结合后共同磷酸化YAP/TAZ，磷酸化的YAP/TAZ滞留于胞质中被降解或与14-3-3蛋白结合，不能入核与转录因子TEAD 结合，抑制了Survivin（生存素）、CTGF（Connective Tissue Growth Factor，结缔组织生长因子) 等凋亡负性调节子转录，实现生长抑制作用，此即Hippo-YAP

信号通路的激活状态；反之，未被磷酸化的YAP转位到细胞核，与TEAD家族转录因子结合，调节靶基因CYR61（富含半胱氨酸蛋白61）、BIRC5（细胞凋亡抑制因子）及AREG（双调蛋白）等的转录[7]，此为Hippo-YAP信号通路的失活状态。因此，YAP的磷酸化水平和定位常常起到衡量Hippo通路活性的作用，Hippo通路上下游模块，通过MST1/2、WW45、LATS1/2、Mob、YAP/ TAZ等核心蛋白激酶模块相互作用，构成细胞信号从细胞质膜到细胞核的传导[8]（图1）。

图1.哺乳动物Hippo-YAP信号通路。（1）主要组成：上游调节模块包括Kibra、NF2、AMOT等；核心激酶模块由MST1/2、LATS1/2和YAP/TAZ组成；下游调控模块主要为TEAD家族成员。（2）Hippo通路激活状态（左），磷酸化的YAP/TAZ滞留于胞质中被降解或与14-3-3蛋白结合，不能入核与转录因子 TEAD 结合。（3）Hippo通路失活状态（右），未被磷酸化的YAP/TAZ转位到细胞核，与TEAD家族转录因子结合，调节靶基因CTGF、CYR61、AREG、AMOTL2、BIRC5等的转录，促进细胞增殖、抑制凋亡、促进细胞上皮-间质转化（EMT）和促进侵袭迁移。图来源于Hansen et al. , Trends in cell biology, 2015.

2.YAP结构与功能

2.1YAP的结构

YAP是Hippo信号通路核心效应分子，为65 kD富含脯氨酸蛋白，1994年Sudol发现其绑定于非受体酪氨酸蛋白激酶Src家族成员c-Yes的SH3基序，并将其命名为Yes 相关蛋白，包含488个氨基酸[4]。后来的研究发现，YAP包含YAP1和YAP2两个变异体，大小分别为488氨基酸和472氨基酸。YAP的结构由氨基末端富脯氨酸结构域、TEAD结合区域、WW 结构域、SH3 绑定基序、14-3-3结合位点、CC 结构域、转录激活区以及羧基末端的 PDZ 绑定基序组成

[9]

（图2）。WW结构域与一些转录因子的PPxY模体结合，这些转录因子包括：