YAP与胃肠道恶性肿瘤发生发展相关性研究进展△

沈丽丽 张 琦 徐 智 陈 锦飞

南京医科大学附属南京医院南京市第一医院肿瘤内科，南京 210006

胃肠道恶性肿瘤主要包括胃癌、结直肠癌，具有发病率高、发病隐匿、易转移、病死率高等特点，严重威胁着人类的生命健康。其致病因素有很多，包括饮食不当、炎症介质的参与、癌基因的激活与抑癌基因的失活及信号通路的异常等；但胃肠道恶性肿瘤发生发展的具体调控机制仍不明确。在治疗方面，目前仍以手术治疗结合化疗、放疗为主，但对其疗效的评价不一，且患者五年生存率只有20%～30%[1]。随着肿瘤分子生物学方面研究的不断深入，分子靶向治疗及其与传统治疗方案结合等新型治疗手段受到越来越多的重视，肿瘤对应的特异性生物学标志物在诊断、治疗及预测预后中的作用也越来越不容忽视。

YAP是Hippo通路的转录共激活因子，也是果蝇体内Yki蛋白的人类同源蛋白，与Yki蛋白具有相似的生物学特性[2]。近年来的多项研究发现，YAP作为一个候选癌基因[3-4]，参与肿瘤的发生发展，对肿瘤细胞的生长、增殖、凋亡起着重要的调控作用。YAP在胃癌、结直肠癌中表达异常，提示其与消化道肿瘤相关，并有望成为胃肠道肿瘤的特异性生物学标志物。另有学者以YAP为靶点研究分子靶向治疗方案，初期结果显示其在胃肠道恶性肿瘤的临床实践中具有潜在价值。

1 YAP的结构组成及生物学特性

1994年，Sudol[2]在“PVKQPPPLAP”序列的研究中首次发现，一种蛋白可结合非受体酪氨酸蛋白激酶Src家族成员c-Yes的SH3基序并将这种分子量约64.49 ku（65 kD）的蛋白质命名为YAP。YAP的基因位于人染色体11q22，编码一种富含脯氨酸的磷蛋白，包含一个WW结构域、一个PDZ交互作用基序及两个SH结构域[3]。在生理条件下，YAP以磷酸化形式（YAPS127）与Hippo通路中其他激酶保持高度保守的状态。一旦Hippo通路发生异常或YAP发生突变，YAP则被激活，与具有PPXY结构域的转录因子结合，调节一系列与细胞增殖和凋亡相关因子的表达，进而促进细胞增殖，抑制细胞凋亡，导致细胞接触性抑制丧失及促进细胞的恶性转化[5-9]。

YAP是Hippo信号转导通路的转录共激活因子。Hippo通路在进化过程中高度保守，该通路在黑腹果蝇体内主要由蛋白质Hippo（Hpo）、Salvador（Sav）、Warts（Wts）及Yorkie（Yki）等构成，相对应的在哺乳动物中由Mst1/2、WW45、Lats及YAP等构成。

以果蝇体内Hippo通路为例，其在生理状态下的调控机制如下：Hpo和Sav结合后磷酸化Wts，Wts与小调节蛋白Mat结合，并共同磷酸化Yki使其失活，抑制下游因子［如细胞周期蛋白CyclinE、果蝇凋亡抑制蛋白（DIAP1）及 bantam等］的表达，进而调控细胞组织的生长（图1）。简而言之，Hippo-YAP信号通路通过多种肿瘤抑制因子（Hpo、Sav、Wts）组成的激酶链，产生级联放大效应来磷酸化其靶因子Yki的S168位点，进而抑制转录共激活因子Yki/YAP的活性，介导生长抑制信号的输出，从而发挥其对细胞生长过程的调控作用。

图1 果蝇体内Hippo通路的调控机制

2 YAP在胃肠道恶性肿瘤中高表达

Hippo-YAP信号通路主要是通过抑制其核心成员YAP的活性来实现调节细胞生长、分化和凋亡的。Hippo-YAP信号通路的失活会导致YAP去磷酸化而激活，从而使其表达水平异常，发挥其生物学功能。已有研究发现多种肿瘤中存在YAP过度表达，如肝癌、胃癌、结肠癌、食管癌、卵巢癌等[10-14]。

Lam-Himlin等[14]在2006年首次发现，在78例受试者中，正常胃黏膜内YAP的阳性表达率为14%，而在55例胃癌患者和92例转移性胃癌患者中，其阳性表达率分别为30%和35%；YAP在胃癌黏膜中的表达水平明显高于其在正常胃黏膜中的表达水平，且差异具有统计学意义（p＜0.05）。随后的多项研究也均发现YAP在胃癌黏膜中存在高表达[15-18]，这提示YAP的高表达对胃癌的发生起着促进作用。另外，魏文超[17]等的研究表明，在胃癌组织中，YAP的表达率与胃癌分化程度及有无淋巴结转移密切相关，这提示在胃癌的发展及浸润转移过程中YAP也发挥着重要作用。

而在结直肠癌中，YAP也发挥着重要的作用。几项结果显示，YAP在结直肠癌组织中的阳性表达率明显高于在正常组织中的，且与癌前病变腺瘤的不典型增生程度呈正相关[19-23]，这提示YAP对结直肠癌的发生有促进作用。Camargo等[9]的研究还发现：①YAP的表达水平与结直肠癌肿瘤细胞的凋亡率负相关，说明YAP对结直肠癌的发展有促进作用；②在小肠组织中YAP可以诱导分化缺失，扩增多能未分化祖细胞，这提示YAP可能与结直肠癌分化程度相关。

YAP表达量的高低对于胃癌、结直肠癌的诊断有一定的参考价值。所以，YAP在胃癌、结直肠癌的发生及发展中发挥重要作用。

3 YAP在胃肠道恶性肿瘤中的作用机制

3.1 YAP与细胞凋亡、增殖

在调控细胞凋亡方面，有研究发现YAP激活后会导致凋亡抑制蛋白cIAP1的转录水平下降，进而导致细胞的凋亡不足[24]；另有研究发现，YAP表达与凋亡抑制蛋白survivin的表达呈正相关，表明YAP可能诱导survivin的表达，进而抑制细胞凋亡[15]。cIAP1和survivin是凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein，IAP）家族中的重要成员。IAP对细胞凋亡具有较强的抑制作用，其主要成员还包括cIAP2、NIAP、BRUCE和Livin等。IAP主要通过以下三种方式调节细胞凋亡：①N末端杆状病毒IAP重复子BIR结构（baculoviral inhibitor of apoptosis repeats，BIR），一般包含1～3个重复结构，有高度保守性。IAP通过BIR结构与活化的半胱氨酸天门冬氨酸蛋白酶（cysteinylaspartate specific proteinase，Caspase）的N端IBM结构（IAP-binding motif，IBM）相结合而抑制细胞凋亡。②C末端环锌指结构。该区域有泛素蛋白连接酶E3（ubiquitin-protein ligating enzymes E3），具有泛素酶活性，通过促进Caspase的降解而抑制凋亡。cIAP1通过BIR2与活化的Caspase-3和Caspase-7的IBM结合，并依赖E3泛素酶的活性降解Caspase-3和Caspase-7，从而抑制细胞凋亡。③少数IAP存在Caspase募集结构域CARD（caspase recruitment domain CARD）或泛肽结构域UBC（ubiquitin-conjugating domain UBC）。CARD是位于BIR和指环结构域之间的一段序列，与Caspase的活化与募集密切相关，UBC结构域是特有的结构域，能够加强其抑制凋亡作用。

YAP能够调控细胞增殖速度。已有研究[25-27]证实，YAP在胃肠道恶性肿瘤中高表达的同时，还能与Ki-67、细胞周期素D1蛋白（cyclin D1）、细胞周期调控因子（Rb）及p16、C-myc、增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）等基因相互作用，进而促进细胞增殖。在这些细胞增殖相关基因中，Ki-67蛋白是人类所有增殖细胞核中普遍存在的标志性抗原。Ki-67抗体能标记G1后期、S期、G2期和M期细胞核，而G0期和G1早期细胞核则不被标记，是目前公认的检测细胞增殖活性较为理想的抗原。另外，作为DNA复制必需的一种蛋白，PCNA在细胞周期中发挥重要作用，是细胞核内DNA多聚酶8的辅助蛋白。PCNA表达明显增强提示肿瘤细胞增殖活跃、DNA复制加速，可作为一项评估细胞增殖状态的指标。

YAP与细胞凋亡、增殖存在密切关系，YAP高表达可导致细胞增殖过度和凋亡不足，但具体机制尚待进一步研究。

3.2 YAP与细胞间接触抑制效应

Overholtzer等[3]报道，YAP过表达可致细胞间接触抑制效应丧失，同时可促进上皮细胞-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、生长因子非依赖性增殖、凋亡抑制、软琼脂中锚定非依赖性生长等表型的改变，而这些改变正是细胞恶性转化的标志。

当正常细胞生长到相互接触的饱和状态时，Hippo信号通路就被触发启动，被激活的LATSMobl复合体使YAP磷酸化，增加YAP与14-3-3蛋白分子的相互作用，导致YAP以无活性的形式存在于细胞质中。YAP的失活可使其调控的基因表达降低，让细胞停止增殖和生长，形成细胞接触抑制，这能有效防止细胞的过度增长。在分散生长细胞中，YAP主要分布在细胞核内，发挥转录调节因子的作用。一旦细胞相互接触，YAP就被转移到细胞质中，不发挥作用。

YAP能够抑制细胞的接触抑制，且YAP过表达的细胞具有生长优势，这提示YAP对维持肿瘤细胞的特性有重要作用。但尚无研究证实该现象是否见于胃肠道肿瘤细胞中，所以非常有必要全面探究YAP在胃肠道恶性肿瘤中的作用机制。

3.3 YAP与上皮细胞--间质转化

在多种肿瘤（包括胃肠道恶性肿瘤）的发生过程中，EMT可使无侵袭和无迁徙能力的细胞获得浸润能力并最终转移到其他组织和器官，导致肿瘤的局部浸润和远处转移，并通过间质-上皮转化（mesenchymal-epithelial transition，MET）定植形成转移灶。Lei等[28]的研究证实了YAP过表达参与形成转移灶的观点。但在胃肠道肿瘤中YAP过表达是否也发挥促进EMT的作用尚需进一步探讨。

3.4 YAP的抑癌作用

Zhao等[8]的研究发现，YAP不但能增强p73介导的细胞凋亡作用，还可能通过与C-myc的相互作用来调控胃肠道肿瘤细胞的生长，以发挥抑癌作用。C-myc表达通常在细胞周期的早期出现，如同时存在生长因子，则起细胞增殖的作用；如无生长因子的共同作用，C-myc表达上调将导致细胞凋亡。所以，YAP与C-myc的某些作用所致的抑癌作用尚待明确。鉴于这与前文YAP有致癌作用的结论相矛盾，故提示YAP在不同的生理及病理状态下的生物学功能及充当的角色可能不同。

4 胃肠道肿瘤临床诊治中YAP的作用

在诊断方面，有研究[9，19]发现，随着疾病的病理改变，YAP的表达部位也出现相应的改变：①在结直肠息肉组织中，YAP阳性细胞核多局限在基底层，且阳性表达部位以不规则核细胞为主，而在结直肠腺癌组织中YAP可在癌细胞中呈阳性或强阳性表达；②随着非典型增生程度的加重，YAP阳性细胞浸润程度加深；③从正常结直肠组织到癌旁组织再到癌组织，YAP的表达由弱到强，从细胞质表达到细胞核表达。这提示YAP可以作为鉴别结直肠腺瘤非典型增生级别、结直肠腺癌、癌组织分化程度的重要依据，是检测结直肠癌组织侵袭性的指标，在评估切缘阳性情况中起指导作用。另外，达春丽等[15]的研究显示，同时检测YAP与survivin对早期胃癌的诊断有一定的帮助。因此，YAP可作为胃肠道肿瘤早期诊断的一个独立的生物学指标，YAP的表达水平可用以推断肿瘤的分化程度。监测患者体内YAP的表达水平对于胃癌和结直肠癌的诊断、临床治疗方案的制定都有指导意义。

在治疗方面，YAP是肿瘤发生过程中一个重要的致癌驱动因子，且Hippo-YAP信号通路失调也会引起肿瘤形成和进展。靶向YAP或其下游信号靶点可能对肿瘤治疗有一定价值。已经有研究[29]发现，MicroRNA-375能靶向Hippo-YAP信号通路中的效应子YAP，从而抑制胃癌细胞的增殖和侵袭。因此，在探讨Hippo-YAP信号通路在胃肠道肿瘤治疗中的作用时，YAP基因靶向治疗将越来越受到关注。RNA干扰技术下调YAP可能会成为胃肠道恶性肿瘤治疗的新策略。周洲等[29]构建了YAP基因短发夹干扰RNA满病毒载体，并建立干扰YAP表达的胃癌细胞株SGC7901，为今后研究YAP对胃肠道肿瘤的作用奠定了重要基础。另外，已有研究证明YAP可调节肿瘤对化疗药物的敏感性或耐药性[30-32]，所以，提高化疗有效率可提高不适宜手术患者的生活质量。深入探讨YAP在胃癌和结直肠癌的临床诊疗价值，对其作为靶向治疗目的基因/蛋白、对增强化疗药物敏感性和降低药物耐药性的研究有助于更好地推动胃肠道肿瘤知识的进步，为个体化治疗和靶向治疗提供更丰富的理论依据。

5 展望

肿瘤的发生是多阶段的演进过程，涉及多种癌基因、抑癌基因、DNA损伤修复基因、细胞周期调节因子、细胞黏附因子、生长因子/受体系统等的基因突变及表观遗传修饰异常。针对这些关键靶点进行的基础研究有助于肿瘤诊断、治疗，并成为近年的热点。YAP是Hippo通路的共激活因子，与胃肠道肿瘤的发生发展有着密切关系，关于YAP的研究对促进胃肠道肿瘤诊治进展有重要意义。对YAP基因作用机制进行更深入的研究，将有助于新分子靶向药物的研发，提出新的分子靶向治疗方案，进而为早日实现多学科综合治疗和个体化治疗提供理论支持。

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