概述
Hippo信號通路是一條在進(jìn)化上高度保守的信號傳導(dǎo)通路,最初在果蠅(
Drosophila melanogaster)中被發(fā)現(xiàn),近20年來被廣泛研究
。該通路在調(diào)控
細(xì)胞增殖、器官大小、組織發(fā)育和再生等過程中發(fā)揮核心作用,其功能失調(diào)可能導(dǎo)致細(xì)胞過度生長甚至惡性轉(zhuǎn)化
。
核心組成成員
| 類別 | 主要成員 | 功能 |
|---|
| 上游激酶 | MST1/2(哺乳動物STE20樣激酶1/2) | 磷酸化并激活下游激酶 |
| 支架蛋白 | SAV1(含WW結(jié)構(gòu)域的Sav家族蛋白1) | 協(xié)助MST1/2發(fā)揮作用 |
| 下游激酶 | LATS1/2(大腫瘤抑制因子1/2) | 磷酸化效應(yīng)因子YAP/TAZ |
| 輔助因子 | MOB1(MOB激酶激活因子1) | 促進(jìn)LATS1/2活化 |
| 效應(yīng)因子 | YAP(Yes相關(guān)蛋白)/TAZ(含PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子) | 關(guān)鍵下游效應(yīng)分子 |
| 轉(zhuǎn)錄因子 | TEAD1-4(TEA結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子家族) | 與YAP/TAZ結(jié)合調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄 |
信號傳導(dǎo)機(jī)制
通路激活狀態(tài)(抑制細(xì)胞增殖)
當(dāng)Hippo通路被上游信號激活時(shí)
:
MST1/2發(fā)生磷酸化,在SAV1協(xié)助下激活LATS1/2
活化的LATS1/2磷酸化下游效應(yīng)分子YAP/TAZ
磷酸化的YAP/TAZ與14-3-3蛋白結(jié)合,滯留在細(xì)胞質(zhì)中
或通過泛素-蛋白酶體途徑被降解
結(jié)果:抑制靶基因轉(zhuǎn)錄,抑制細(xì)胞增殖
通路失活狀態(tài)(促進(jìn)細(xì)胞增殖)
MST1/2和LATS1/2失活
YAP/TAZ去磷酸化
去磷酸化的YAP/TAZ轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中積累
與TEAD等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合
激活下游靶基因(如CTGF等)轉(zhuǎn)錄
結(jié)果:促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化、干細(xì)胞特性
上游調(diào)控信號
G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR):通過調(diào)節(jié)LATS1/2激酶活性調(diào)控YAP
機(jī)械信號:細(xì)胞密度、細(xì)胞外基質(zhì)硬度、機(jī)械張力等
細(xì)胞極性:緊密連接蛋白(如AMOT)、粘附連接(如α-Catenin)
細(xì)胞能量狀態(tài):AMPK在能量匱乏時(shí)磷酸化YAP,抑制其活性
與疾病的關(guān)系
腫瘤
Hippo信號通路被癌癥基因組圖譜定義為
與腫瘤密切相關(guān)的信號通路之一 。在多種癌癥中(肝癌、卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、肺癌、結(jié)腸癌等),常表現(xiàn)為:
與TEAD結(jié)合促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖基因表達(dá)
形成正反饋回路(如miR-130a-VGLL4-YAP軸)
調(diào)控能量代謝,優(yōu)先為腫瘤細(xì)胞提供能量
呼吸系統(tǒng)疾病
| 疾病 | Hippo通路作用 |
|---|
| 肺動脈高壓(PAH) | YAP激活促進(jìn)肺動脈平滑肌細(xì)胞增殖,導(dǎo)致血管重塑 |
| 特發(fā)性肺纖維化(IPF) | YAP過度表達(dá)促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞增殖和膠原沉積 |
| 肺炎 | YAP缺失導(dǎo)致炎癥基因高表達(dá)和炎癥細(xì)胞積聚 |
| 哮喘 | 通過影響氣道平滑肌細(xì)胞增殖和遷移參與氣道重塑 |
消化系統(tǒng)疾病
生理作用
組織再生與傷口愈合
Hippo通路在多種組織再生中發(fā)揮關(guān)鍵作用
:
肝臟再生:YAP1激活促進(jìn)肝細(xì)胞增殖
心臟再生:YAP激活可誘導(dǎo)成年小鼠心臟再生
肺再生:YAP在肺泡干細(xì)胞中被激活,促進(jìn)肺泡再生
傷口愈合:YAP/TAZ的核定位促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖
研究意義與展望
Hippo信號通路作為
腫瘤抑制通路,其研究為癌癥治療提供了潛在靶點(diǎn)。目前研究重點(diǎn)包括
:
探索Hippo與其他信號通路(WNT、Notch、NF-κB)的相互作用
開發(fā)靶向YAP/TAZ-TEAD相互作用的藥物
研究Hippo通路在免疫調(diào)節(jié)和炎癥中的作用
總結(jié):Hippo信號通路通過激酶級聯(lián)反應(yīng)調(diào)控YAP/TAZ的活性,在控制器官大小、細(xì)胞增殖和組織穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮核心作用。該通路的失調(diào)與腫瘤、纖維化疾病等多種病理狀態(tài)密切相關(guān),是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。