基本概述
YAP(Yes-associated protein,Yes相關蛋白)和
TAZ(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif,含PDZ結合基序的轉錄共激活因子,也稱WWTR1)是Hippo信號通路的兩個主要下游效應分子
。它們最初由Sudol于1994年發現,在進化上高度保守,果蠅中的同源物為Yorkie
。
結構特征
| 特征 | YAP | TAZ |
|---|
| 氨基酸同源性 | 約40%序列保守 | 約40%序列保守 |
| WW結構域 | 2個 | 1個 |
| PDZ結合基序 | 有 | 有(名稱來源) |
| 轉錄激活域(TAD) | 有 | 有 |
| DNA結合域 | 無(需結合轉錄因子) | 無(需結合轉錄因子) |
關鍵結構域:
WW結構域:介導蛋白質-蛋白質相互作用,識別PPxY基序
轉錄激活域(TAD):具有雙重功能,既參與轉錄起始復合物(PIC)組裝,又促進RNA聚合酶II延伸
TEAD結合域:與轉錄因子TEAD家族相互作用
核心調控機制
Hippo通路依賴性調控
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蛋白結合,滯留于細胞質
最終被泛素-蛋白酶體系統降解
結果: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,轉入細胞核
與TEAD1-4等轉錄因子結合
激活靶基因(如CTGF、CYR61、AREG等)表達
結果:促進細胞增殖、抑制凋亡、誘導干細胞特性
非Hippo通路依賴性調控
生物學功能
1. 機械信號轉導(Mechanotransduction)
基質硬度:在硬基質上,YAP/TAZ定位于細胞核并激活轉錄;在軟基質上,滯留于胞質失活
細胞密度:低密度時核定位(增殖),高密度時胞質定位(接觸抑制)
細胞形態:伸展細胞激活YAP/TAZ,圓形細胞抑制
剪切應力:血流剪切應力調節血管內皮和平滑肌細胞中的YAP/TAZ活性
2. 干細胞調控
3. 血管生成
調控內皮細胞形態、行為和功能
促進內皮細胞增殖、遷移和管腔形成
參與病理性血管生成和腫瘤血管擬態
與疾病的關系
腫瘤
YAP/TAZ在多種實體瘤中普遍激活,是癌癥發生發展的關鍵驅動因子
:
| 腫瘤類型 | YAP/TAZ作用 |
|---|
| 肝癌 | 促進腫瘤發生,與MYC協同 |
| 胃癌 | 通過上調MYC啟動腫瘤發生 |
| 肺癌 | KRAS驅動模型中促進腫瘤進展 |
| 乳腺癌 | 誘導化療耐藥,維持干細胞特性 |
| 膠質母細胞瘤 | 低氧誘導核轉位,促進EMT和遷移 |
| 神經母細胞瘤 | 維持腫瘤起始細胞的干細胞特性 |
促癌機制:
誘導細胞增殖和抑制凋亡
促進上皮-間質轉化(EMT)和轉移
維持癌癥干細胞特性
誘導化療和靶向治療耐藥
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,可誘導凋亡并減少干細胞特性
靶向轉錄激活域(TAD):阻斷與TAF4、Mediator復合物的相互作用
恢復Hippo通路活性:激活上游激酶MST1/2和LATS1/2
總結
YAP和TAZ作為Hippo通路的核心效應分子,是連接細胞外信號(機械力、細胞密度、細胞形態)與細胞核內轉錄程序的關鍵橋梁。它們通過 shuttling 于細胞質和細胞核之間,精細調控細胞增殖、分化、干細胞特性和組織再生。在癌癥中,YAP/TAZ的異常激活是驅動腫瘤發生、轉移、干細胞特性和治療耐藥的關鍵因素,因此成為潛力的治療靶點。