Hippo信號(hào)通路與細(xì)胞因子的研究進(jìn)展①

李崢嶸 曾維忠（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬株洲醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，株洲412007）

Hippo信號(hào)通路是一條高度保守的信號(hào)通路，從最初在果蠅中被發(fā)現(xiàn)逐漸到在高級(jí)脊椎動(dòng)物中拓展，研究表明其在組織器官的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中影響生物學(xué)過(guò)程［1］。Hippo信號(hào)通路通過(guò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵的靶基因來(lái)控制細(xì)胞增殖、分化、轉(zhuǎn)歸、代謝和細(xì)胞凋亡，從而調(diào)節(jié)組織生長(zhǎng)和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。Hippo信號(hào)通路目前已知由核心激酶模塊和轉(zhuǎn)錄模塊組成（圖1）［2］。激酶模塊的組成部分如下：MST1/2（mammalian STE20-like protein kinase 1/2），MAP4Ks（mitogen-activated protein kinase kinase kinase kinases），LATS1/2（large tumor suppressor kinase 1/2），SAV1（salvador family WW domain-containing protein 1），RAP2s（rasrelated proteins），MOB1A/B（MOB kinase activator 1 A/B）。轉(zhuǎn)錄模塊包括YAP（yes-associated protein）/TAZ（transcriptional co-activator with PDZ-binding motif），TEADs（TEA domain family members）。當(dāng)Hippo信號(hào)通路被激活，MST1/2或MAP4Ks磷酸化并激活下游激酶LATS1/2，依次促進(jìn)轉(zhuǎn)錄共激活因子YAP/TAZ的磷酸化，導(dǎo)致YAP/TAZ滯留于細(xì)胞質(zhì)或被蛋白酶體降解［3］。相反，當(dāng)Hippo信號(hào)通路被抑制，去磷酸化的YAP/TAZ轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核激活TEADs并與TEADs轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合促進(jìn)目的基因轉(zhuǎn)錄。YAP/TAZ介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄通常驅(qū)動(dòng)細(xì)胞行為的多個(gè)方面，包括細(xì)胞增殖、分化、代謝、凋亡和干細(xì)胞特性的維持，這對(duì)組織生長(zhǎng)和再生至關(guān)重要［4］。但近年來(lái)，研究者們發(fā)現(xiàn)調(diào)控Hippo信號(hào)通路與細(xì)胞因子中的核心組分將改變相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展，為疾病的干預(yù)與治療提供新的方向。本文對(duì)Hippo信號(hào)通路與細(xì)胞因子的最新研究進(jìn)展做一綜述。

圖1 Hippo信號(hào)通路激活和抑制時(shí)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)簡(jiǎn)圖Fig.1 A schematic of cascade of Hippo signaling pathway activation and inhibition

1 Hippo信號(hào)通路與腫瘤壞死因子α（TNF-α）

TNF-α是一種促炎細(xì)胞因子，主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和活化T細(xì)胞等炎癥細(xì)胞以及包括內(nèi)皮細(xì)胞在內(nèi)的其他類型細(xì)胞產(chǎn)生［5］。DONG等［6］采用TNF-α干預(yù)口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞株（HN6細(xì)胞）誘導(dǎo)LATS 2過(guò)表達(dá)從而降低YAP協(xié)同轉(zhuǎn)錄激活，LATS 2過(guò)表達(dá)抑制了口腔鱗癌細(xì)胞的增殖、集落形成、細(xì)胞侵襲和體內(nèi)轉(zhuǎn)移灶的生長(zhǎng)，即TNF-α可誘導(dǎo)LATS 2過(guò)表達(dá)抑制細(xì)胞增殖。LATS 2可能在口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生中起一定作用，TNF-α和LATS 2可能是口腔鱗癌治療的潛在靶點(diǎn)。GU等［7］在大鼠急性胰腺炎細(xì)胞模型中發(fā)現(xiàn)YAP的過(guò)表達(dá)可增加大鼠胰腺外分泌細(xì)胞分泌TNF-α和IL-6來(lái)加重炎癥反應(yīng)，而MicroRNA-194則能顯著抵消這種增強(qiáng)作用。該研究說(shuō)明MicroRNA-194和YAP之間存在一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)，它們動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)急性胰腺炎的進(jìn)展，這為治療該疾病提供了一個(gè)新的治療靶點(diǎn)及方向。LU等［8］在A172膠 質(zhì) 母 細(xì) 胞 瘤 細(xì) 胞 系 中 發(fā) 現(xiàn)，MAPK-ERK-YAP信號(hào)通路是TNF-α調(diào)控線粒體裂變和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤凋亡的主要分子機(jī)制。MAPKERK信號(hào)通路是線粒體裂變的上游抑制因子，TNF-α調(diào)控線粒體裂變，MAPK-ERK-YAP信號(hào)中YAP過(guò)度表達(dá)可以中和TNF-α的細(xì)胞毒性，減輕線粒體裂變，有助于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的存活。而且研究數(shù)據(jù)顯示，TNF-α介導(dǎo)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤凋亡來(lái)源于線粒體裂變的增加和不活躍的MAPK-ERK-YAP信號(hào)通路，調(diào)控YAP的表達(dá)水平為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的治療提供潛在的新靶點(diǎn)［8］。DENG等［9］在YAP過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠軟骨中發(fā)現(xiàn)，YAP過(guò)度表達(dá)抑制TNF-α誘導(dǎo)JNK和NF-κB信號(hào)通路激活來(lái)減少骨關(guān)節(jié)炎軟骨的降解，YAP過(guò)度表達(dá)為預(yù)防骨關(guān)節(jié)炎軟骨降解提供了一個(gè)靶點(diǎn)。CHOI等［10］在內(nèi)皮細(xì)胞中觀察到TNF-α和YAP的關(guān)聯(lián)，用TNF-α刺激人血管內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），激活Hippo信號(hào)通路中YAP去磷酸化，去磷酸化YAP轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核加強(qiáng)HUVEC中血管細(xì)胞黏附分子1（VCAM 1）和細(xì)胞間黏附分子1（ICAM-1）的表達(dá)。它們是白細(xì)胞黏附內(nèi)皮細(xì)胞的重要調(diào)節(jié)因子，白細(xì)胞黏附在內(nèi)皮炎癥反應(yīng)中起著非常重要的作用，是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，抑制Hippo信號(hào)通路中YAP的去磷酸化可能成為阻止動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的一種新方法。上述研究闡述Hippo信號(hào)通路與TNF-α相互調(diào)控的影響，揭示了口腔鱗癌、急性胰腺炎、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、骨關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病新的可能發(fā)病機(jī)制，為上述疾病的治療提供新的靶點(diǎn)與方向。

2 Hippo信號(hào)通路與IL-6

IL-6是一種常見(jiàn)的促炎細(xì)胞因子，IL-6由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等［11］。李朗等［12］在急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）小鼠中發(fā)現(xiàn)，低表達(dá)LATS 2的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mMSCs）可降低肺組織促炎因子IL-1β、IL-6水平而增加抗炎因子IL-10的產(chǎn)生，從而改善肺內(nèi)促炎/抗炎反應(yīng)失衡，可促進(jìn)mMSCs在ARDS小鼠肺組織內(nèi)存留及向AECⅡ分化，改善肺水腫及肺泡上皮通透性，調(diào)控肺內(nèi)炎癥反應(yīng)，減輕肺組織病理?yè)p傷及纖維化病變。本研究闡明通過(guò)抑制Hippo信號(hào)通路LATS 2表達(dá)可提高mMSCs在肺組織內(nèi)的存留時(shí)間并進(jìn)一步加強(qiáng)mMSCs對(duì)ARDS肺部炎癥的改善作用。KIM等［13］在四氯化碳誘導(dǎo)的肝損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，TAZ在肝再生過(guò)程中表達(dá)增加，TAZ缺乏將延遲肝再生。TAZ刺激巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，產(chǎn)生IL-6，誘導(dǎo)肝細(xì)胞增殖和抑制肝損傷后細(xì)胞死亡來(lái)促進(jìn)肝再生。設(shè)想是否能通過(guò)干預(yù)TAZ的激活來(lái)促進(jìn)肝細(xì)胞再生？CHEN等［14］在大鼠髓核細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，IL-6刺激大鼠髓核細(xì)胞，該細(xì)胞的YAP蛋白表達(dá)水平顯著升高，髓核細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）降解，IL-6可激活YAP，促進(jìn)髓核細(xì)胞的ECM的降解，髓核細(xì)胞的ECM降解加速椎間盤退行性變。此研究表明，YAP可能是椎間盤退行性變一種潛在的治療靶點(diǎn)。WANG等［15］在研究中發(fā)現(xiàn)YAP能調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中IL-6和IL-11的表達(dá)，而且通過(guò)上調(diào)IL-6和IL-11的表達(dá)來(lái)增加子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖，降低其化療敏感性。所以靶向抑制YAP可以降低子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中IL-6和IL-11的表達(dá)水平來(lái)調(diào)控子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的惡性程度，靶向抑制YAP是治療子宮內(nèi)膜癌患者的一種潛在的治療方法。ZHOU等［16］葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的炎癥性腸?。↖BD）小鼠中發(fā)現(xiàn)，敲除YAP的小鼠巨噬細(xì)胞產(chǎn)生較少的IL-6并且促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞極化，這樣能減輕DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)，所以在巨噬細(xì)胞中靶向調(diào)控YAP的表達(dá)是治療IBD的一種潛在的治療方法。HOU等［17］在研究中發(fā)現(xiàn)，IL-6刺激ER-乳腺癌細(xì)胞能促進(jìn)ER-乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲，分子機(jī)制是IL-6激活ER-乳腺癌細(xì)胞Hippo-YAP信號(hào)，IL-6誘導(dǎo)YAP調(diào)控ER-乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲，靶向抑制IL-6/YAP信號(hào)抑制ER-乳腺癌細(xì)胞的侵襲，通過(guò)激活YAP信號(hào)，IL-6可觸發(fā)乳腺癌細(xì)胞的惡性，所以靶向抑制IL-6/YAP可能是治療ER-乳腺癌一種新的治療方法。通過(guò)調(diào)控Hippo信號(hào)通路中核心成分的表達(dá)來(lái)影響IL-6在細(xì)胞及微環(huán)境的表達(dá)或IL-6影響Hippo信號(hào)通路的激活為腫瘤和炎癥性疾病提供一種潛在的治療方法。

3 Hippo信號(hào)通路與IL-1β

Hippo信號(hào)通路與IL-1β之間的相互聯(lián)系揭示了胃癌及骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病的新機(jī)制。WU等［18］在幽門螺桿菌（HP）感染的小鼠胃細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，HP誘導(dǎo)YAP進(jìn)入細(xì)胞核通過(guò)增強(qiáng)IL-1β的表達(dá)促進(jìn)胃癌的發(fā)生，YAP作為轉(zhuǎn)錄共激活劑與IL-1β啟動(dòng)子結(jié)合，從而增加IL-1β的表達(dá)。IL-1β的大量表達(dá)通過(guò)刺激癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)胃癌的發(fā)生發(fā)展。HP通過(guò)調(diào)節(jié)YAP促進(jìn)IL-1β表達(dá)在胃癌的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。所以研究者們揭示HP-YAP-IL-1β通路的聯(lián)系，在胃癌的形成和發(fā)展中起著重要的作用，可能為胃癌治療提供新的藥物靶點(diǎn)。GONG等［19］研究發(fā)現(xiàn)YAP在骨關(guān)節(jié)炎（OA）軟骨細(xì)胞或軟骨中表達(dá)上調(diào)，YAP過(guò)表達(dá)導(dǎo)致IL-1β誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞分解代謝基因表達(dá)增加。用干擾RNA抑制YAP能抑制IL-1β誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞分解代謝基因表達(dá)和軟骨細(xì)胞凋亡。關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射干擾RNA改善小鼠OA進(jìn)展，顯微CT結(jié)果顯示軟骨下異常骨形成也有所減少。所以用干擾RNA抑制YAP是防止OA軟骨降解的有效方法。這研究表明局部抑制YAP是防止OA軟骨退化的有效方式。靶向抑制YAP可干預(yù)胃癌及OA的發(fā)展進(jìn)程。

4 Hippo信號(hào)通路與IL-2、IL-10

Hippo信號(hào)通路與IL-2、IL-10也存在相互作用。ZOU等［20］在創(chuàng)傷性腦損傷動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，TAZ激活劑刺激肌肉組織，細(xì)胞中IL-10的基因轉(zhuǎn)錄顯著升高，細(xì)胞分泌IL-10的量增加來(lái)調(diào)節(jié)肌肉中巨噬細(xì)胞從M1向M2表型的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)與再生。本研究揭示TAZ激活劑在肌肉疾病中的應(yīng)用，并促進(jìn)學(xué)術(shù)界的藥物發(fā)現(xiàn)。ZHANG等［21］用IL-2和索拉非尼聯(lián)合干預(yù)肝癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)水平較單一運(yùn)用索拉非尼干預(yù)更加減少，失活TAZ可讓細(xì)胞周期蛋白表達(dá)恢復(fù)正常水平，而且Western blot試驗(yàn)分析顯示IL-2可顯著上調(diào)TAZ的表達(dá)。該研究發(fā)現(xiàn)一種新的方法來(lái)增強(qiáng)索拉非尼對(duì)肝癌的體外抗腫瘤作用。

5 Hippo信號(hào)通路與IFN-γ

IFN-γ是一種多效性細(xì)胞因子，在炎癥、傳染病和癌癥中發(fā)揮重要作用。人鳥(niǎo)苷脂結(jié)合蛋白1（GBP-1）是干擾素-γ誘導(dǎo)細(xì)胞蛋白中最強(qiáng)的一種。UNTERER等［22］用建立蛋白模型的方法發(fā)現(xiàn)GBP-1與TEAD相互作用通過(guò)下調(diào)TEAD靶基因的轉(zhuǎn)錄來(lái)抑制細(xì)胞增殖。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中研究者用siRNA抑制GBP-1表達(dá)則可使上述效應(yīng)消失，這間接說(shuō)明IFN-γ對(duì)細(xì)胞的TEAD活性也有抑制作用。本研究首次展示了GBP-1通過(guò)干擾素-γ與Hippo信號(hào)通路的相互作用介導(dǎo)抑制細(xì)胞增殖的分子機(jī)制。這可能為研究干擾素-γ的復(fù)雜細(xì)胞反應(yīng)開(kāi)辟新的途徑，也有利于開(kāi)發(fā)臨床使用的活性IFN-γ。RAMJEE等［23］在心肌梗死小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)YAP和TAZ轉(zhuǎn)基因小鼠心肌中IFN-γ表達(dá)增加并調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）浸潤(rùn)增加，小鼠心肌炎癥反應(yīng)受到抑制并心肌纖維化減少；而敲除YAP和TAZ的小鼠在心肌梗死后，心肌細(xì)胞中IFN-γ基因編碼降低并心肌組織中Tregs浸潤(rùn)減少，小鼠發(fā)生嚴(yán)重的心肌炎和心肌纖維化；在敲除YAP和TAZ的小鼠心肌梗死后局部注射IFN-γ可增加Tregs浸潤(rùn)并減低心肌纖維化。本研究表明Hippo信號(hào)通路在心肌梗死后的適應(yīng)性免疫調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用，靶向調(diào)控Hippo信號(hào)通路是否有效地調(diào)節(jié)心肌梗死后的再生和重構(gòu)。

6 Hippo信號(hào)通路與TGF-β

TGF-β是一種多功能細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)多種發(fā)育和穩(wěn)態(tài)過(guò)程。TGF-β通過(guò)與細(xì)胞表面的TGF-β受體復(fù)合物結(jié)合，激活稱為Smads蛋白的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，啟動(dòng)其細(xì)胞功能［24-27］。QIN等［28］在人皮膚成纖維細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，YAP/TAZ基因敲除會(huì)損害TGF-β誘導(dǎo)的Smad蛋白磷酸化并抑制TGF-β靶基因表達(dá)，這揭示YAP/TAZ的基因敲除可抑制TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。LV等［29］通過(guò)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，YAP基因敲除小鼠卵巢顆粒細(xì)胞中TGF-β受體的mRNA表達(dá)減少，并且通過(guò)Western blot試驗(yàn)分析，YAP基因敲除對(duì)TGF-β誘導(dǎo)的小鼠卵巢顆粒細(xì)胞Smads蛋白磷酸化有抑制作用。YAP通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β受體的轉(zhuǎn)錄和抑制Smads來(lái)調(diào)控小鼠卵巢顆粒細(xì)胞的TGF-β信號(hào)通路。Hippo信號(hào)通路與TGFβ信號(hào)通路的串?dāng)_從而調(diào)節(jié)小鼠顆粒細(xì)胞功能和發(fā)育，為顆粒細(xì)胞功能異常相關(guān)的不孕癥提供靶點(diǎn)。MOHSENI等［30］用四氯化碳誘導(dǎo)大鼠肝纖維化模型，Western blot試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)喂養(yǎng)香芹酚的大鼠肝臟組織中TGF-β、TAZ和YAP蛋白水平降低，定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)現(xiàn)香芹酚降低了TGF-β、TAZ和YAP基因的表達(dá)，這說(shuō)明香芹酚通過(guò)靶向TAZ、YAP和TGF-β信號(hào)通路來(lái)抑制肝纖維化的進(jìn)展，這為肝纖維化的靶向治療開(kāi)辟了新的途徑。

7 結(jié)語(yǔ)

本文闡述Hippo信號(hào)通路與細(xì)胞因子的研究進(jìn)展，揭示了炎癥相關(guān)疾病、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等疾病發(fā)生、發(fā)展的新機(jī)制，并闡明其可能成為治療靶點(diǎn)的途徑。大膽設(shè)想，未來(lái)干預(yù)Hippo信號(hào)通路中的YAP/TAZ、MST1/2等組成部分在炎癥相關(guān)疾病、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等疾病中表達(dá)情況，是否能使臨床診斷更精確、靈敏，更快速評(píng)估疾病的進(jìn)展及預(yù)后，并及時(shí)進(jìn)行治療，中斷病情的惡化?；蛘哐兄瞥砂邢蛩幬镉行У乜刂艸ippo信號(hào)通路中的關(guān)鍵靶點(diǎn)來(lái)治療疾病。為實(shí)現(xiàn)Hippo信號(hào)通路與細(xì)胞因子之間的靶向調(diào)控，還有待進(jìn)一步研究。