在 PubMed 输入了“Hippo pathway or YAP/TAZ”，小编发现近十年来与 Hippo 通路沾点边的研究势头猛烈，且发的文章不少都“非富即贵”，如发表在 Nature Cell Biology 上的两篇关于 YAP (TAZ) 相变的文章 (两篇结论相反的文章，还能双双上顶刊)；发表在权威肝脏病学杂志 Hepatology 上的关于 YAP 在非酒精性脂肪性肝病 (NASH) 中的文章以及发表在 Protein & Cell 上的关于 SHANK2 (Hippo 通路组分) 的文章等。看来关于 Hippo 途径不仅是热点，而且还是持续热点，小编一把按住狂跳的心，一头扎进了 Hippo 途径。
Hippo 途径是果蝇和哺乳动物中高度保守的级联信号途径，通过调节关键靶基因参与多种生物学过程，包括细胞增殖、存活、分化、细胞命运决定和器官大小和组织稳态。而 Hippo 途径的信号异常也涉及多种病理，包括癌症，免疫等。
YAP/TAZ 是 Hippo 通路下游最主要的转录共激活因子，能在细胞质和细胞核之间穿梭 (Shuttle)。YAP/TAZ 蛋白是 Hippo 途径的枢纽，上游的多种信号分子通过直接或间接作用于 YAP/TAZ，主要是调控 YAP/TAZ 的定位，即调节 YAP/TAZ 滞留在细胞质或是进行核定位 (定位于细胞核，并与对应的转录因子相互作用，以调控靶基因的表达)。
图 1. Hippo 途径调节许多生物过程[5]
目前鉴定的 Hippo 途径的组分就有 30 多种，下面是 Hippo 途径的主要组分表和对应的通路图。
Hippo 途径主要组分与功能[6]
图 2. Hippo 信号通路的组成和调控[7]
为了更好的理解这个通路，小编决定从 Hippo 途径的核心——MST-LATS 激酶级联反应来追踪它的上游信号输入和下游转录调控。
■ 激酶级联反应
MST-LATS 激酶级联途径由一组激酶 (MST1/MST2, LATS1/LATS2) 和衔接蛋白SAV1、MOB1 组成。多种上游信号通过激活 MST-LATS 激酶级联反应，调节两个致癌转录共激活因子 YAP 和 TAZ 的定位。具体为：当 Hippo 通路打开时，与 SAV1 形成复合体的 MST1/2 激酶磷酸化并激活 LATS1/2-MOB1 复合体 → 活化的 LATS1/2-MOB1 然后磷酸化 YAP/TAZ → 磷酸化的 YAP/TAZ 被 14-3-3 蛋白保留在细胞质中或通过 β-Trcp E3 连接酶介导降解，抑制 YAP/TAZ 的核输入 → 下调下游靶标。当 Hippo 通路关闭时，YAP/TAZ 未被磷酸化，会易位到细胞核中，与 DNA 结合转录因子结合，促进靶基因的表达。
■ 上游多重信号输入
MST-LATS 激酶级联的磷酸化事件受到上游多种信号调节，包括 ：
1) 介导 Hippo 核心激酶激活的因子。如含 FERM 结构域的 NF2 蛋白、KIBRA 蛋白、TAO 激酶 (TAOK);
2) 细胞极性复合物和连接蛋白。极性和粘附蛋白，如 α-catenin、E-cadherin、CRUMBS 和 SCRIBBLE 复合物，可将 YAP/TAZ 隔离在细胞质中;
3) G 蛋白偶联受体 (GPCR) 和可溶性因子。其中 GPCR 激活或抑制 LATS1/2 取决于 Gα 蛋白类型；而 Run Fan et al. 证实乳腺细胞 EGFR 通过激活 PI3K 和 PDK1 抑制 Hippo 途径，引起 YAP 的激活;
4) 由 Rho 和肌动蛋白聚合调节的机械应力的变化，也可调节 YAP/TAZ 核定位;
5) 细胞应激信号如能量应激，内质网应激和缺氧等对 YAP 和 TAZ 也有调节。如细胞能量应激能够激活 AMPK，从而通过直接磷酸化或稳定紧密连接蛋白 AMOTL1 来调节 YAP。
除了上面这些信号传导，还存在其他几种蛋白和途径调节 Hippo 信号转导，如 MAP4Ks 可磷酸化并激活 LATS1/LATS2；AMOT 家族蛋白可直接与 YAP1 和 TAZ 结合，在紧密连接处隔离它们并抑制它们的转录活性，还可通过 LATS1/2 途径间接调节 YAP/TAZ；PP2A 与 MST1/MST2 激酶相互作用并使其去磷酸化，导致 YAP/TAZ 激活。
其他途径如与经典 Wnt 途径和 PI3K 途径等的转录因子 β-catenin 相互作用，从而将其保留在细胞质中。
图 3. 多重上游信号输入[13]
■ 下游转录调控
YAP/TAZ 通过与其他 DNA 转录因子相互作用来识别一些顺式调控元件，调节靶基因表达，介导了 Hippo 通路的主要基因调控和生物学功能。其中，TEAD1-4 是 YAP/TAZ 主要靶向的转录因子，YAP/TAZ-TEAD 复合物与参与细胞增殖、生长和存活的靶基因启动子结合, 包括 CYR61、CTGF、AREG、MYC、Gli2、AXL、Bcl2 等。而 VGLL 家族蛋白 VGLL4 可与 YAP 竞争性结合 TEADs，影响 TEAD 靶基因的表达。
另外，YAP/TAZ 还与其他 DNA 结合转录因子相互作用，如 p73、ERBB4、EGR-1、RUNXs、SMADs 等。
■ 靶向 Hippo 途径策略
许多研究表明 Hippo 通路的几种组分与多种疾病有关，如 MST1/2 与免疫应答有关，LATS1/2 与癌症免疫力有关，而 YAP/TAZ 是人类恶性肿瘤中普遍激活的高度相关的转录调节因子，在多种癌症中均被激活，并促进肿瘤的发生、生长、转移和耐药性。因此，靶向 Hippo 途径极具吸引力。
图 4. YAP/TAZ 在癌细胞中的作用[17]
1、靶向 YAP/TAZ-TEAD 复合物
由于 YAP 和 TAZ 特殊的结构性质，直接靶向 YAP/TAZ 蛋白并不容易。因此，靶向 YAP/TAZ-TEAD 复合物的是一个更好的策略。靶向 TAZ/YAP-TEAD 的抑制剂有 Verteporfin、Flufenamic acid、TED-347 和 VGLL4 模拟肽 (VGLL4-mimicking peptide)。
2、靶向核心激酶
靶向 MST1 和 MST2 的抑制剂如 XMU-MP-1，以及阻止 MST/LATS 磷酸化的抑制剂 C19 (EMT inhibitor-1) 等。
3、靶向上游信号
上面列出了 Hippo 途径受到多重上游信号的激活，因此也可以靶向上游分子。如靶向细胞表面受体 (如 GPCRs、EGFR)，靶向细胞内激酶 (如 PI3K、MEK)，肌动蛋白 (Actin) 调节以及能量应激调节。
4、靶向由 YAP/TAZ 调控的致癌蛋白
可通过靶向下游转录靶标如 BCL-xL、FOXM1、TG2 和 COX-2，对抗 YAP/TAZ 介导的致癌性。
在过去的十年中，人们从对新兴的 Hippo 途径的研究中证实了 Hippo 信号在机体中的诸多作用，其失调更与许多癌症有关。但实际上，人们对 Hippo 途径的认识仍然不够全面。小编在这里也只是管中窥豹，大致介绍了 Hippo 途径上下游的主要组分，而对于 Hippo 途径与其他多种途径 (如 Wnt、TGF-β 等) 的相互联系，由于篇幅原因没有展开。但毫无疑问，Hippo 途径不是由简单的线条组成。这一切还需要我们更深入的研究 Hippo 途径，为疾病治疗提供更有效的策略。
缩写：
YAP/TAZ：Yes-associated protein/Trascriptional coactivator with PDZ-binding motif
参考文献
1. Lu Y, et al. Phase separation of TAZ compartmentalizes the transcription machinery to promote gene expression. Nat Cell Biol. 2020; 22(4): 453-464.
2. Cai D, et al. Phase separation of YAP reorganizes genome topology for long-term YAP target gene expression. Nat Cell Biol. 2019; 21(12): 1578-1589.
3. Song K, et al. Yes-Associated Protein in Kupffer Cells Enhances the Production of Proinflammatory Cytokines and Promotes the Development of Nonalcoholic Steatohepatitis. Hepatology. 2020; 72(1): 72-87.
4. Xu L, et al. SHANK2 is a frequently amplified oncogene with evolutionarily conserved roles in regulating Hippo signaling [published online ahead of print.Protein Cell. 2020 Jul 13. 5. Calses PC, et al. Hippo Pathway in Cancer: Aberrant Regulation and Therapeutic Opportunities. Trends Cancer. 2019; 5(5): 297-307.
6. Yu FX, et al. Hippo Pathway in Organ Size Control, Tissue Homeostasis, and Cancer. Cell. 2015; 163(4): 811-828.
7. Moya IM, et al. Hippo-YAP/TAZ signalling in organ regeneration and regenerative medicine. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019; 20(4): 211-226.
8. Bae SJ, et al. Activation mechanisms of the Hippo kinase signaling cascade. Biosci Rep. 2018; 38(4): BSR20171469. Published 2018 Aug 29.
9. Del Re DP. The hippo signaling pathway: implications for heart regeneration and disease. Clin Transl Med. 2014 Dec;3(1):27.10. Sebio A, et al. Molecular Pathways: Hippo Signaling, a Critical Tumor Suppressor. Clin Cancer Res. 2015; 21(22): 5002-5007.11. Run Fan, et al. Regulation of Hippo pathway by mitogenic growthfactors via phosphoinositide 3-kinase and phosphoinositide-dependent kinase-1. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 12;110(7): 2569–2574.12. Ma S, et al. The Hippo Pathway: Biology and Pathophysiology. Annu Rev Biochem. 2019; 88: 577-604.13. Marcello Maugeri-Saccà, et al. The Hippo pathway in normal development and cancer. Pharmacol Ther. 2018Jun;186:60-72.14. Boopathy GTK, et al. Role of Hippo Pathway-YAP/TAZ Signaling in Angiogenesis. Front Cell Dev Biol. 2019; 7: 49. Published 2019 Apr 10.
15. Yu FX, et al. The Hippo pathway: regulators and regulations. Genes Dev. 2013; 27(4): 355-371.
16. Kim MK, et al. DNA binding partners of YAP/TAZ. BMB Rep. 2018; 51(3): 126-133.
17. Zanconato F, et al. YAP/TAZ at the Roots of Cancer. Cancer Cell. 2016; 29(6): 783-803.
18. Dey A, et al. Targeting the Hippo pathway in cancer, fibrosis, wound healing and regenerative medicine. Nat Rev Drug Discov. 2020; 19(7): 480-494.
19. DeRan M, et al. Energy stress regulates hippo-YAP signaling involving AMPK-mediated regulation of angiomotin-like 1 protein. Cell Rep. 2014; 9(2): 495-503.
20. Pobbati AV, et al. A combat with the YAP/TAZ-TEAD oncoproteins for cancer therapy. Theranostics. 2020; 10(8): 3622-3635.
联系客服
