YAP与肿瘤关系的研究进展

陈 烨，魏 浩，张亚东

(辽宁大学 药学院，辽宁省小分子靶向药物研究中心，辽宁 沈阳 110036)

0 引言

YAP(Yes-Associated Protein)是Hippo-YAP信号通路中下游的效应蛋白，在1994年由Sudol等人首先发现.YAP也是Hippo信号通路的关键效应蛋白，在正常情况下发挥相应的生理作用；在非正常情况下YAP会参与肿瘤的产生，成为致癌基因的角色.通过综述YAP在肿瘤细胞中的表达情况以及所发挥的作用，来表明肿瘤与YAP 之间的关系，从而为YAP在肿瘤治疗中提供有力的理论支持.

1 YAP与Hippo信号通路概述

Hippo-YAP信号通路最先在果蝇体内被发现，后来陆续在哺乳动物中发现其同源蛋白[1].YAP约65kDa，基因位置位于人类染色体11q22上，包括两种亚型Yes相关蛋白1(Yes-Associated Protein 1，YAP1)和Yes相关蛋白2(Yes-Associated Protein 2，YAP2)，其中YAP1含有一个WW结构域，YAP2含有两个WW结构域[2].在Hippo信号通路中YAP是最主要的效应蛋白，YAP作为细胞内连接蛋白和转录激活因子，它在细胞内可以调控基因转录和信号转导[3].Hippo信号通路是一条有关生长控制、调节的通路具有很高的保守性，通过调控细胞的增殖与凋亡，从而控制人体器官的大小.

2 Hippo信号通路的调节

2.1 上游调节因子的调节作用

目前发现的该因子有蛋白Ex(Expanded，Ex)、原钙黏蛋白(Fat，Ft)、G 蛋白偶联受体(G-Protein Coupled Receptor，GPCR)等.Ex蛋白能够传递细胞表面受体所接受的信号，正常情况下Ex蛋白会阻碍细胞的生长发育，如果Ex蛋白失活会导致细胞过度增殖.Ft属于原钙黏蛋白家族成员，它可以作为Hippo-YAP信号通路的受体，Ft失活会增强凋亡抑制蛋白1(DrosophilaInhibitor of Apoptosis Protein1，DIAP1)的表达，导致细胞过度增殖.血液中的溶血磷脂酸(LysophosPhatidicAcid，LAP)与GPCR相结合后，能增强大肿瘤抑制因子激酶1/2(Largetumorsuppressor homology 1 and 2，Lats1/2)的活性，进而活化 YAP[4].对于上游调节因子还需要进一步的研究来阐述其具体作用机制.

2.2 核心组件的调节作用

哺乳动物的核心激酶链是由蛋白激酶Mst1/2(Mammalian sterile 20-like kinasesl and 2，Mst1/2)、Lats1/2、蛋白抗体Sav1(Salvador 1，Sav1)等核心组件构成.Mst1/2磷酸化后与 Sav1 结合，进而激活 Lats1/2，Lats1/2激活 YAP，使YAP停留在胞质中，导致下游基因的表达受阻.在上述的激酶链中，Mst1/2 有多种作用形式活化Lats1/2[5].最新的研究显示，丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated ProteinKinaseKinaseKinaseKinase，MAP4Ks)在磷酸化后也可以活化Lats1/2[6-8].

2.3 下游效应因子的调节作用

目前已知的因子有DIAP1、bantam 及结缔组织生长因子(Connective Tissue Growth Factor，CTGF)等.研究发现，果蝇中的DIAP1会使 caspase失活从而阻碍细胞凋亡，bantam异常表达也会将阻碍细胞的正常凋亡[9].在哺乳动物中CTGF是 YAP 的靶基因，YAP 通过活化 CTGF 促使细胞过度生长[10].

2.4 转录共激活因子的调节作用

转录共激活因子YAP在体内各组织中广泛表达，它位于人类染色体11q22上[11].YAP 只能间接的与 DNA 结合，通过结合转录因子后才能促进下游基因的表达，进而调节细胞生长发育.YAP过表达时，会引起组织器官过度生长；YAP 失活时，会引起组织器官发育不良.

3 YAP与肿瘤

3.1 卵巢癌

卵巢癌为女性生殖系统常见的恶性肿瘤之一，它早期症状轻微不易被发现.早期卵巢癌很难被及时的发现，许多患者只有在中晚期才能进行有效的诊断，从而错过了最佳的治疗时期，导致该病具有较高的死亡率[12].最新的研究显示，在卵巢癌细胞胞核和胞质中YAP的表达率远高于正常卵巢细胞胞核和胞质的表达率，且差异具有统计学意义[13].卵巢癌患者的五年生存率与YAP的表达水平有着极为密切的关系，如果YAP在癌细胞核中表达率较高，那么该患者的五年生存率会降低50%，抑制YAP在癌细胞核的表达将会明显提高顺铂对肿瘤细胞的杀灭作用[14].

晚期卵巢癌容易复发，对于复发的卵巢癌一般采用姑息疗法.Zhang等[15]运用免疫组织化学技术一共检测了284例卵巢癌患者组织的YAP表达情况，其中有40例患者YAP在细胞核中高表达，说明预后性可能较差.He等[16]发现YAP在小鼠卵巢组织中高表达会导致小鼠患卵巢癌，对正常的卵巢组织和卵巢癌组织分别进行免疫组织化学检测，结果显示正常组织中YAP免疫信号较低或者检测不到，癌组织中YAP表达显著增加，表明YAP是可以致癌的基因.以上研究表明，YAP在卵巢癌发生、发展过程中起到了促进作用.

3.2 宫颈癌

宫颈癌是女性生殖道的恶性肿瘤，发病率仅次于乳腺癌.Liu等[17]检测了120例宫颈癌组织和22例正常宫颈组织中YAP的表达情况，结果显示正常的宫颈组织上皮细胞中YAP不表达，有37例患者宫颈癌组织上皮细胞中YAP表达呈阳性.采用PCR技术检测70例正常宫颈组织中人乳头瘤病毒(Human Papilloma Virus，HPV)的感染状况，有81%的人宫颈组织HPV表达呈阳性，在这些HPV阳性者中有54%的人YAP阳性表达，两者可以结合用来鉴别宫颈是否病变[18].He等[19]也发现与正常的宫颈组织相比癌症患者的宫颈组织的YAP表达率极高，在进展期宫颈癌患者组织中YAP的表达水平最高.

3.3 肺癌

肺癌是一种发病率、病死率极高的恶性肿瘤，近几年发病率有上升的趋势，其中非小细胞肺癌(Non Small Cell Lung Cancer，NSCLC)约占85%.研究发现，正常情况下YAP在肺组织细胞的表达率只占7%，YAP在肺癌组织的细胞核中表达率约为54%、细胞质的表达率约为86%，YAP在正常肺组织和肺癌组织的表达率有很明显的差异且具有统计学意义[20].Wang等[21]运用免疫组化的方法对92例NSCLC患者的癌组织分析发现，约33%的患者组织中YAP表达呈强阳性且均在细胞核内，而对20例正常肺组织检测显示仅有15%的人组织中YAP高表达，NSCLC 患者癌组织中YAP表达为阴性比表达为阳性的患者五年生存率高.Cui等[22]通过研究人正常肺组织和肺腺癌组织YAP的表达情况，得出肺腺癌组织YAP表达率高于正常肺组织YAP表达率的结论.Kim等[23]对多例肺腺癌单因素研究显示，细胞周期蛋白A和丝裂素活化蛋白激酶可促使细胞核内YAP高表达；通过多因素研究显示，细胞周期蛋白A的表达与YAP的表达独立相关，YAP常用于鉴别肿瘤的亚型.

3.4 前列腺癌

前列腺癌多发于老年人，发病率呈上升趋势.李文宾[24]等分析发现：在32例前列腺癌患者中有25例患者癌组织YAP表达为阳性，在15例前列腺癌患者中有4例患者癌旁组织YAP表达为阳性，在15例前列腺增生患者组织中YAP全不表达，这些差异具有统计学意义.YAP的阳性表达与Gleason分级有关，分级越高YAP的阳性率越高.综上所述，YAP极有可能成为前列腺癌治疗诊断的新指标.

3.5 胰腺癌

胰腺癌是发病率较高的消化系统恶性肿瘤，恶性程度高，位于癌症死亡的第四位[25].多年研究显示，药物二甲双胍具有抗肿瘤的作用，经常服用二甲双胍的高血糖患者和服用其它类型降糖药物的患者相比患胰腺癌的概率更低[26-27].二甲双胍可以通过干扰Hippo通路中的GPCR信号系统，来抑制胰腺癌细胞的产生[28].李映璇等[29]研究结果显示，二甲双胍能够明显抑制人胰腺癌细胞的增殖，且YAP蛋白的表达明显降低，进一步证实了二甲双胍抑制癌细胞的作用.李晓宇等[30]研究结果表明：胰腺癌组织的YAP表达率明显高于胰腺正常组织的YAP表达率且具有统计学意义.

3.6 胃癌

胃癌常见于胃黏膜上皮和腺上皮是消化系统常见的恶性肿瘤之一，死亡率高.Da等[31]通过生物技术检测98例胃癌患者癌组织和98例正常胃黏膜组织发现，YAP在这些组织当中的表达率分别为48%、13%具有统计学意义，同时发现YAP能促进凋亡抑制基因Survivin的表达，细胞凋亡受到抑制导致胃癌发生.Zhang等[32]运用免疫技术检测了78例胃腺癌患者癌组织YAP表达情况，结果显示有54例胃腺癌患者组织中YAP有表达，培养抑制YAP表达的胃癌细胞系，发现胃癌细胞的增殖和转移明显降低.Song等[33]检测223例胃癌患者癌组织细胞核内YAP表达情况，发现约有27%的患者YAP表达呈阳性，肠型胃癌患者的生存率与癌组织YAP的阳性表达率呈负相关.敲除或沉默胃癌细胞的YAP基因则癌细胞的增殖和转移能力明显降低，在体外YAP基因的高表达可促进胃癌细胞的增殖和转移.

3.7 肝癌

原发性肝癌是一种病死率极高的恶性肿瘤且手术后容易复发.Zhao等[34]检测了115例肝癌患者的癌组织，发现超过50%的患者YAP表达率较高尤其是在细胞核内高表达，在正常肝细胞组织中只有5%的肝组织YAP表达呈阳性或弱阳性，结果表面YAP有可能参与肝癌的产生、发展.Wu等[35]研究发现，在肝癌患者癌组织中YAP表达率高的一般肿瘤的体积更大，更容易形成肿瘤多发灶、癌细胞转移和浸润等现象.在对小鼠的实验中发现，升高肝脏中YAP的表达可以明显地观察到肝脏肿大，一段时间之后导致小鼠肝癌形成[36].升高小鼠肝脏中YAP的表达，第一周小鼠的肝脏体积比原来大一倍，第二周肝脏的重量达到体重的五分之一，五个月之后发展成了肝癌，当抑制YAP的表达之后，肝脏体积减小，肝实质的结构慢慢恢复，肝功能也恢复正常[37].通过以上研究表明，YAP与肝癌的发生紧密相关，提示我们Hippo-YAP信号通路可以作为治疗肝脏肿瘤的新方向.

3.8 乳腺癌

在我国乳腺癌的发病率占女性恶性肿瘤的第一位，最近几年发病率明显上升且发病人群年轻化.在患有乳腺癌的小鼠模型中，沉默其YAP的表达可以延缓乳腺癌细胞的增殖和转移.Wang等[38]通过免疫组化技术检测了69例人乳腺癌组织发现有75%的患者癌组织中YAP有表达，说明YAP是和癌症密切相关的基因.Overholtzer等[39]研究发现，在乳腺癌小鼠模型中YAP过表达造成其表型发生改变，如细胞凋亡受阻、细胞增殖加快、生长因子非依赖性增生，这些变化表明细胞恶化.刘玉等[40]检测分析了60例乳腺癌患者的癌组织，对乳腺癌组织进行YAP阳性染色有20例患者显示阳性，而对26例正常乳腺组织YAP阳性染色结果有1例为阳性，两者差异具有统计学意义.提示：YAP过表达可能与乳腺癌的形成有关，也有可能成为诊断早期乳腺癌的一个标志.

3.9 结肠癌

在我国结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤且发病率不断升高，可能是饮食结构改变所致.结肠癌可以通过手术的方式切除病变部位，但是患者的5年生存率并没有明显升高.Plouffe等[41]研究发现，抑制YAP的表达可减少癌细胞对葡萄糖的摄取、延缓癌细胞的增殖和转移.与正常的结肠组织相比结肠癌组织中YAP在细胞核、细胞质中都高表达，YAP的表达程度与肿瘤大小、预后显著相关[42].Zhou等[43]研究表明，E3泛素连接酶1的HECT和锚蛋白结构域(HECT and Ankyrin domain containing E3 ubiquitin ligase 1，HACE1)可以直接作用YAP，上调HACE1表达可以抑制Hippo通路的活性，相反，缺失HACE1会激活YAP导致加快了结肠癌细胞的转移与增殖.Yao等[44]研究发现，锚蛋白重复序列编码的蛋白可以作用于YAP进而导致Hippo信号通路被异常激活，加快了结肠癌细胞的侵袭和转移.对于晚期的结肠癌患者一般采取保守治疗即化疗，然而许多患者对化疗药物产生耐药性.Song等[45]研究发现，敲除YAP基因可以加强癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性，在使用5-氟尿嘧啶作为化疗药物的患者中，若癌细胞YAP表达率越高则肿瘤复发的几率越大.

4 抑制YAP活性的药物

根据已有的研究结果表明，抑制YAP的活性可以用来治疗肿瘤.某些治疗其它疾病的药物也可以抑制YAP的活性.如药物维替泊芬(Verteporfin，VP)是用来治疗病理性近视、黄斑变性的光敏剂，VP是一种卟啉化合物，一般多为注射用药.最新研究显示，VP可以抵消或抑制YAP过表达所导致的肝脏异常肿大，长时间的注射VP可以延缓肿瘤的进程.他汀类降胆固醇药物，通过控制三磷酸酶的活性来抑制YAP活性.达沙替尼、帕唑帕尼和氟伐他汀三药联用能够增加化疗药对YAP介导型乳腺癌的治疗效果.

最新的研究结果显示，甲羟戊酸代谢途径能够调控YAP的活性.Sorrentino等[46]筛选了多种抗肿瘤药，研究这些药物在乳腺癌细胞系中对YAP细胞定位的影响，发现抑制HMG-CoA还原酶活性的他汀类药物能够有效地阻碍YAP进入细胞核.甲羟戊酸途径产生的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(Geranylgeranyl Pyrophosphat，GGPP)可以修饰三磷酸酶，导致三磷酸酶在细胞膜上被激活，进而激活YAP.当他汀类药物抑制HMG-CoA还原酶的活性，则不能产生GGPP，进而抑制三磷酸酶的活性，YAP不能表达[46].综上所述，HMG-CoA还原酶抑制剂可能成为YAP的抑制剂.

余发星等[47]研究发现，G蛋白偶联受体偶联的G蛋白不同，对YAP的作用也不相同有可能抑制也有可能促进作用.溶血磷脂酸和1-磷酸鞘氨醇受体的激动剂多肽通过相关的受体抑制Latsl/2激酶，使YAP处于激活的状态；而胰高血糖素、肾上腺素等激活鸟嘌呤核苷酸结合蛋白偶联的受体，促进YAP磷酸化而失活[48].开发相应的抗体或激动剂可能成为新的治疗手段，如1-磷酸鞘氨醇的阻断抗体鞘氨醇正在临床试验阶段[49].

5 展望

YAP与卵巢癌、宫颈癌、肺癌等形成密切相关，YAP的异常表达可能促进上述肿瘤的产生.在Hippo信号通路中YAP是起主要作用的效应因子，因此当Hippo信号通路发生异常或YAP异常激活可能会导致肿瘤产生.所以，通过对YAP基因的靶向治疗可以延缓肿瘤的进展甚至根治肿瘤.转录增强因子(Transcriptional Enhancer Associate Domain transcription factors，TEADs)是YAP发挥促转录作用的关键因子，干扰YAP与TEADs的结合可作为抑制YAP活性的研究方向.市场上已有的药物，例如VP可以作为YAP的抑制剂，但是目前还无法证明VP在治疗肿瘤方面有足够的安全性和有效性，还需要进一步的研究.随着研究的深入，对YAP的作用机制将会更加清楚，在未来有望发现针对YAP基因的新型抗肿瘤药物.