基本概述
YAP(Yes-associated protein,Yes相關(guān)蛋白)和
TAZ(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif,含PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子,也稱WWTR1)是Hippo信號通路的兩個主要下游效應(yīng)分子
。它們最初由Sudol于1994年發(fā)現(xiàn),在進化上高度保守,果蠅中的同源物為Yorkie
。
結(jié)構(gòu)特征
YAP和TAZ在結(jié)構(gòu)和功能上既有相似性又有差異
:
| 特征 | YAP | TAZ |
|---|
| 氨基酸同源性 | 約40%序列保守 | 約40%序列保守 |
| WW結(jié)構(gòu)域 | 2個 | 1個 |
| PDZ結(jié)合基序 | 有 | 有(名稱來源) |
| 轉(zhuǎn)錄激活域(TAD) | 有 | 有 |
| DNA結(jié)合域 | 無(需結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子) | 無(需結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子) |
關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域:
核心調(diào)控機制
Hippo通路依賴性調(diào)控
通路激活時(Hippo ON):
MST1/2激酶磷酸化LATS1/2
LATS1/2磷酸化YAP/TAZ的特定絲氨酸位點(YAP的S127,TAZ的S89等)
磷酸化的YAP/TAZ與14-3-3蛋白結(jié)合,滯留于細胞質(zhì)
最終被泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解
結(jié)果:抑制細胞增殖,促進凋亡
通路失活時(Hippo OFF):
LATS1/2失活,無法磷酸化YAP/TAZ
YAP/TAZ去磷酸化,轉(zhuǎn)入細胞核
與TEAD1-4等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合
激活靶基因(如CTGF、CYR61、AREG等)表達
結(jié)果:促進細胞增殖、抑制凋亡、誘導(dǎo)干細胞特性
非Hippo通路依賴性調(diào)控
生物學(xué)功能
1. 機械信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(Mechanotransduction)
基質(zhì)硬度:在硬基質(zhì)上,YAP/TAZ定位于細胞核并激活轉(zhuǎn)錄;在軟基質(zhì)上,滯留于胞質(zhì)失活
細胞密度:低密度時核定位(增殖),高密度時胞質(zhì)定位(接觸抑制)
細胞形態(tài):伸展細胞激活YAP/TAZ,圓形細胞抑制
剪切應(yīng)力:血流剪切應(yīng)力調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮和平滑肌細胞中的YAP/TAZ活性
2. 干細胞調(diào)控
YAP/TAZ在干細胞命運決定中發(fā)揮關(guān)鍵作用
:
3. 血管生成
與疾病的關(guān)系
腫瘤
YAP/TAZ在多種實體瘤中普遍激活,是癌癥發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動因子
:
| 腫瘤類型 | YAP/TAZ作用 |
|---|
| 肝癌 | 促進腫瘤發(fā)生,與MYC協(xié)同 |
| 胃癌 | 通過上調(diào)MYC啟動腫瘤發(fā)生 |
| 肺癌 | KRAS驅(qū)動模型中促進腫瘤進展 |
| 乳腺癌 | 誘導(dǎo)化療耐藥,維持干細胞特性 |
| 膠質(zhì)母細胞瘤 | 低氧誘導(dǎo)核轉(zhuǎn)位,促進EMT和遷移 |
| 神經(jīng)母細胞瘤 | 維持腫瘤起始細胞的干細胞特性 |
促癌機制:
纖維化疾病
肝纖維化:YAP/TAZ促進肝星狀細胞活化和膠原沉積
肺纖維化:YAP過度表達促進肺成纖維細胞增殖
心血管疾病
靶向治療策略
由于YAP/TAZ在腫瘤中的核心作用,針對它們的靶向治療成為研究熱點
:
抑制YAP/TAZ-TEAD相互作用:如Verteporfin(維替泊芬)
已獲FDA批準用于黃斑變性治療
在多種腫瘤中顯示抗癌活性,可誘導(dǎo)凋亡并減少干細胞特性
靶向轉(zhuǎn)錄激活域(TAD):阻斷與TAF4、Mediator復(fù)合物的相互作用
恢復(fù)Hippo通路活性:激活上游激酶MST1/2和LATS1/2
總結(jié)
YAP和TAZ作為Hippo通路的核心效應(yīng)分子,是連接細胞外信號(機械力、細胞密度、細胞形態(tài))與細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄程序的關(guān)鍵橋梁。它們通過 shuttling 于細胞質(zhì)和細胞核之間,精細調(diào)控細胞增殖、分化、干細胞特性和組織再生。在癌癥中,YAP/TAZ的異常激活是驅(qū)動腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移、干細胞特性和治療耐藥的關(guān)鍵因素,因此成為潛力的治療靶點。