Yes相關(guān)蛋白1(yes-associated protein,Yap1)是Hippo通路的主要下游效應(yīng)因子,可以調(diào)節(jié)組織穩(wěn)態(tài)、器官體積、再生及腫瘤形成[1]。Hippo通路最初在果蠅中發(fā)現(xiàn),在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡及器官生長(zhǎng)中發(fā)揮重要作用。在哺乳動(dòng)物中,該通路高度保守。Hippo通路的某些組分可抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡、調(diào)節(jié)干細(xì)胞/祖細(xì)胞擴(kuò)增[2],從而在調(diào)控器官體積中發(fā)揮重要作用。通路組分的變異或下調(diào)可致器官過(guò)度生長(zhǎng)[3]。Hippo信號(hào)失活,可致Yap1去磷酸化,在核中聚集,繼而上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子,可調(diào)控與細(xì)胞增殖、再程序化、干細(xì)胞活性、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)及抗凋亡等相關(guān)基因的表達(dá)[4]。另外,Yap1在腫瘤細(xì)胞對(duì)某些藥物繼發(fā)耐藥中也發(fā)揮一定作用[5-9]。
Yap1過(guò)表達(dá)在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)、肝細(xì)胞肝癌、胃癌、結(jié)直腸癌、小細(xì)胞肺癌等多種腫瘤中是預(yù)后差的標(biāo)志[10]。在臨床前研究中,抑制Yap1可減少腫瘤進(jìn)展、恢復(fù)化療藥物敏感性,Yap1有望成為新的治療靶點(diǎn)[6]。最近,腫瘤免疫治療方興未艾,在NSCLC中的應(yīng)用尤有前景。抗程序性細(xì)胞死亡因子1(programmed cell death 1,PD-1)藥物niv?olumab、pembrolizumab及抗細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4,CTLA-4)藥物ipilimumab等免疫檢測(cè)點(diǎn)阻滯劑在臨床獲得應(yīng)用[11],而很多其他藥物正在研究中。Yap1可通過(guò)上調(diào)程序性細(xì)胞死亡配體1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)或活化腫瘤細(xì)胞因子,募集腫瘤浸潤(rùn)性巨噬細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞[12-14],誘導(dǎo)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境,從而促進(jìn)腫瘤發(fā)展、降低藥物敏感性、誘發(fā)腫瘤復(fù)發(fā)等。針對(duì)Yap1的靶向治療可能抑制腫瘤發(fā)展,增強(qiáng)靶向治療、免疫治療等的療效。
本文綜述Yap1在NSCLC發(fā)生發(fā)展及治療中作用的最新進(jìn)展,并討論了Yap1成為NSCLC治療潛在靶點(diǎn)的重要性和必要性。
NSCLC中Yap1表達(dá)增高與組織學(xué)分級(jí)高、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、病理分期晚、預(yù)后差等密切相關(guān)[15]。通過(guò)對(duì)比NSCLC及正常肺組織中Yap1的表達(dá),Yap1在66.3%NSCLC組織中存在表達(dá),其中50%為高表達(dá),且絕大多數(shù)在細(xì)胞核內(nèi),而核Yap1即Yap1的活性形式;而正常肺組織中Yap1的表達(dá)僅限于Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞。
Yu等[16]研究發(fā)現(xiàn),NSCLC中Yap1較周?chē)M織明顯上調(diào),通過(guò)細(xì)胞噻唑藍(lán)(thiazolyl blue tetrazoliumbromide,MTT)測(cè)試及Transwell檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Yap1過(guò)表達(dá)促進(jìn)NSCLC A549及H460細(xì)胞系的增殖、遷移及侵襲。Yap1過(guò)表達(dá)可顯著促進(jìn)EMT相關(guān)標(biāo)志物的特異表達(dá)。Yap1通過(guò)誘導(dǎo)Slug轉(zhuǎn)錄促進(jìn)EMT,成為NSCLC轉(zhuǎn)移的驅(qū)動(dòng)因子。體外實(shí)驗(yàn)中,敲除Yap1可降低細(xì)胞遷移能力及轉(zhuǎn)移瘤的種植,而活化的Yap1可促進(jìn)小鼠肺癌進(jìn)展[17]。
關(guān)于Yap1促進(jìn)NSCLC增殖、轉(zhuǎn)移的具體機(jī)制,研究發(fā)現(xiàn)其與Yap1的轉(zhuǎn)錄靶基因有關(guān),如AXL、CYR61、AREG及EREG等[18]。另外,已知的幾種癌基因多因編碼區(qū)癌性突變而活化,但NSCLC中Yap1突變較少。有研究對(duì)1 312例患者開(kāi)展全基因組測(cè)序,發(fā)現(xiàn)僅1.1%肺腺癌存在Yap1胚系R331W錯(cuò)義突變[19],表明Yap1突變?cè)诖龠M(jìn)NSCLC發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中作用較小。
RASSF1A是Yap1的上游調(diào)節(jié)因子,可通過(guò)Hip?po通路抑制Yap1,減少NSCLC細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[20]。另一個(gè)抑癌基因VGLL4也可通過(guò)抑制NSCLC中Yap1與TEAD的結(jié)合,負(fù)性調(diào)節(jié)Yap1/TEAD轉(zhuǎn)錄復(fù)合體[21],從而起到抑癌作用。幾種microRNA也可影響NSCLC中Yap1的表達(dá)。miR-138及miR-497直接抑制Yap1,減少腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移及腫瘤生長(zhǎng)[22]。Yap1的上游調(diào)控因子miR-424-3p可通過(guò)作用于Yap1降低NSCLC細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲能力[9]。在神經(jīng)內(nèi)分泌肺癌中,活化的miR-375直接抑制 Yap1,防止腫瘤生長(zhǎng)[23]。因此,Yap1 可促進(jìn)NSCLC的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移,其機(jī)制與Yap1的轉(zhuǎn)錄靶基因有關(guān)。一些抑癌基因和microRNA可調(diào)節(jié)Yap1表達(dá),起到防止腫瘤生長(zhǎng)的作用。
NSCLC腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells,CSCs)可通過(guò)自我更新和分化形成腫瘤,促進(jìn)NSCLC發(fā)生、發(fā)展或治療后復(fù)發(fā)。Yap1在NSCLC干細(xì)胞中表達(dá)升高,可直接作用于OCT4,上調(diào)SOX2,促進(jìn)CSCs的自我更新及血管擬態(tài),而去除Yap1可降低SOX2、OCT4及NANOG等胚胎性干細(xì)胞核心因子的表達(dá),耗竭Yap1可減少多個(gè)EMT基因的表達(dá),并防止鼠移植瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,使Yap1缺失細(xì)胞中的SOX2過(guò)表達(dá),可逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程[24]。
在FGFR1擴(kuò)增型肺癌中,可檢測(cè)到明顯的CSCs活性,而Yap1可通過(guò)影響FGFR1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以維持CSCs特性[25]。檢測(cè)臨床肺癌標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)Yap1的表達(dá)水平與FGFR1呈正相關(guān)。機(jī)制方面,Yap1通過(guò)TEAD結(jié)合位點(diǎn)在啟動(dòng)子水平上調(diào)FGFR1表達(dá),而bFGF/FGFR1可通過(guò)大腫瘤抑制基因(large tumor suppressors 1,LATS1)誘導(dǎo)Yap1表達(dá)。Yap1缺失可去除肺癌細(xì)胞的自我更新能力。小鼠的正交模型顯示了Yap1在肺癌形成及轉(zhuǎn)移中的作用。verteporfin是一種Yap1抑制劑,可在肺癌中有效抑制Yap1及FGFR1的表達(dá)[25]。
化療和放療是中晚期NSCLC的主要治療方法,對(duì)于無(wú)驅(qū)動(dòng)基因患者,尤其是鱗狀細(xì)胞癌患者,放化療是主要治療方法。但有部分患者易出現(xiàn)放療耐受或化療耐藥等情況,導(dǎo)致治療失敗。對(duì)于耐受治療的原因,目前有很多研究,結(jié)論并不統(tǒng)一。Cheng等[5]通過(guò)高通量RNAi篩查發(fā)現(xiàn),Yap1與NSCLC細(xì)胞順鉑耐藥及放療耐受有關(guān),去除Yap1可顯著提高腫瘤對(duì)順鉑及放射線的敏感性。Yap1是miR-424-3p下游的靶基因,Zhang等[7]研究發(fā)現(xiàn),miR-424-3p可抑制Yap1表達(dá),miR-424-3p缺失可通過(guò)Yap1致使NSCLC化療耐藥。因此,Yap1會(huì)導(dǎo)致NSCLC治療中順鉑等化療藥物耐藥及放療耐受。Yap1信號(hào)通路的抑制劑verteporfin,可通過(guò)增強(qiáng)順鉑/放射線相關(guān)的DNA雙鏈斷裂,與順鉑、放療發(fā)揮對(duì)NSCLC細(xì)胞的協(xié)同作用[5]。因此,Yap1可致NSCLC化療耐藥及放療耐受,其機(jī)制可能與減少DNA損傷等有關(guān)。
如檢測(cè)到NSCLC的驅(qū)動(dòng)基因,則相應(yīng)分子靶向藥物可起到經(jīng)典放化療無(wú)法企及的療效,且不良反應(yīng)相對(duì)較小。表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)是最常見(jiàn)的NSCLC驅(qū)動(dòng)基因。對(duì)于含有EGFR特定位點(diǎn)突變,即敏感型突變的NSCLC,表皮生長(zhǎng)因子受體-酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors,EGFR-TKIs)可使腫瘤細(xì)胞凋亡,而對(duì)正常組織影響較小,故未能引起嚴(yán)重細(xì)胞毒性反應(yīng)。但EGFR-TKIs也存在耐藥問(wèn)題,最常見(jiàn)的是出現(xiàn)EGFR20外顯子的T790M突變及K-RAS突變等。Yap1為EGFR-TKIs耐藥的原因之一。
體外研究發(fā)現(xiàn),Yap1可促進(jìn)人類NSCLC細(xì)胞對(duì)厄洛替尼耐藥[6]。Yap1下調(diào)后,NSCLC細(xì)胞對(duì)厄洛替尼的敏感性提高[5]。Hong等[26]研究也發(fā)現(xiàn),Yap1干擾EGFR-TKIs療效,從而與NSCLC預(yù)后差相關(guān)。對(duì)于EGFR敏感型突變肺腺癌,如應(yīng)用酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors,TKIs)之前細(xì)胞核高表達(dá)Yap1,患者的總生存期、無(wú)進(jìn)展生存期較短,如同時(shí)伴有獲得性EGFRT790M突變,預(yù)后更差。另外,TKI治療后,Yap1核內(nèi)表達(dá)明顯增加。這表明Yap1在原發(fā)性及獲得性EGFR-TKIs的耐藥中均可能發(fā)揮重要作用。
關(guān)于Yap1致使EGFR-TKI耐藥的機(jī)制,目前尚無(wú)定論。有研究認(rèn)為,EGFR信號(hào)通路本身即與Yap1有關(guān)。肺腺癌組織中Yap1水平與EGFR突變狀態(tài)存在相關(guān)性,EGFR突變后引起的信號(hào)通路活化可提高Yap1表達(dá)水平及活性[27]。而繞過(guò)EGFR通路降低Yap1水平的小分子,在減小EGFR依賴性細(xì)胞的活性方面較為有效,這包括EGFR T790M突變細(xì)胞,而其是TKIs耐藥的主要原因。提示突變的EGFR可能是Yap1所致原發(fā)TKIs耐藥的原因。這也說(shuō)明Yap1有望成為EGFR依賴性肺腺癌患者,尤其是EGFR T790M所致TKIs耐藥患者的治療靶點(diǎn)。
另外,K-RAS突變型NSCLC中,核Yap1多于K-RAS野生型NSCLC[5]。這表明Yap1所致EGFR-TKIs耐藥可能與K-RAS/MEK/ERK信號(hào)通路有密切聯(lián)系。Wu等[28]降低miR-630表達(dá)后,Yap1表達(dá)增多,進(jìn)而可持續(xù)活化ERK信號(hào),誘發(fā)EGFR敏感型突變肺腺癌細(xì)胞的TKIs耐藥。同時(shí),ERK活化可致促凋亡蛋白Bad表達(dá)減少,通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡通路,誘發(fā)TKIs耐藥。聯(lián)合吉非替尼與Yap1抑制劑verteporfin或MEK/ERK抑制劑AZD6244可幾乎完全抑制裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)。腫瘤miR-630低表達(dá)及Yap1高表達(dá)的肺腺癌患者,TKIs療效及預(yù)后較差。提示Yap1可能通過(guò)K-RAS/MEK/ERK信號(hào)通路發(fā)揮EGFR-TKIs耐藥作用。
有研究發(fā)現(xiàn)[29],EGFR敏感型突變的肺癌細(xì)胞在STAT3及Src-Yap1信號(hào)通路活化后,可耐受TKIs治療。對(duì)于PC-9及H1975的EGFR敏感型突變NSCLC細(xì)胞系,同時(shí)靶向治療EGFR、STAT3及Src可起到協(xié)同作用。應(yīng)用TKIs一線治療EGFR敏感型突變NSCLC患者,STAT3或Yap1高表達(dá)可預(yù)測(cè)較短的無(wú)進(jìn)展生存期。
綜上所述,Yap1可促進(jìn)NSCLC對(duì)EGFR-TKIs耐藥,但其耐藥機(jī)制尚未明確,目前研究發(fā)現(xiàn)其可能與EGFR信號(hào)通路、K-RAS/MEK/ERK信號(hào)通路、STAT3通路等有關(guān)。
免疫治療已成為惡性黑色素瘤、NSCLC、膀胱癌和腎細(xì)胞癌等多種腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療之一,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了抗PD-1、抗PD-L1及抗CTLA-4藥物[30]。上述腫瘤免疫(immune-oncolog?ic,IO)藥物區(qū)別于傳統(tǒng)抗癌藥物,主要作用于腫瘤微環(huán)境而非腫瘤細(xì)胞。其可通過(guò)增強(qiáng)免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷效果,發(fā)揮抗腫瘤作用。雖較傳統(tǒng)化療藥物低毒,免疫治療對(duì)多種腫瘤的有效率僅為15%~30%。目前,仍不確定患者IO藥物敏感性的機(jī)制,僅有少數(shù)關(guān)于寬泛機(jī)制的研究。對(duì)IO藥物效果機(jī)制的更深層理解可幫助形成更為有效的治療策略,如多種IO藥物的聯(lián)合治療或IO藥物與傳統(tǒng)化療藥/分子靶向藥物的聯(lián)合。
腫瘤微環(huán)境的免疫活性與腫瘤進(jìn)展及耐藥情況高度相關(guān)。多種分子可誘導(dǎo)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境,調(diào)節(jié)上述分子可能促進(jìn)免疫應(yīng)答性腫瘤微環(huán)境形成,進(jìn)而抑制腫瘤進(jìn)展,增強(qiáng)IO藥物效果。Yap1在腫瘤微環(huán)境中的作用逐漸顯現(xiàn)。在非腫瘤組織中,Yap1通過(guò)阻滯干擾素β信號(hào)通路中的干擾素調(diào)節(jié)因子3,負(fù)性調(diào)節(jié)固有抗病毒免疫反應(yīng)[31]。PD-1表達(dá)于T細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞的細(xì)胞膜上,而PD-L1是PD-1的配體之一,表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞及免疫細(xì)胞上[32]。二者均可幫助腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)免疫逃逸的分子,與NSCLC預(yù)后不良相關(guān),也是免疫治療的主要靶點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn),NSCLC患者的Yap1與PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)[14,33]。另外,也顯示Yap1直接上調(diào)PD-L1的轉(zhuǎn)錄。因此,Yap1可能與免疫治療的療效相關(guān),但目前尚無(wú)明確臨床證據(jù)。另外,Yap1與PD-L1的影響為相互的。PD-L1沉默后,Yap1及HIF-1α的表達(dá)同步降低。PD-L1引起Yap1上調(diào)可能導(dǎo)致非EGFR突變性TKIs耐藥。吉非替尼對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制濃度,由PD-L1介導(dǎo)的Yap1表達(dá)決定。有研究發(fā)現(xiàn),腫瘤PD-L1或Yap1 mRNA高表達(dá)患者的TKIs療效劣于基因低表達(dá)者[34]。
綜上所述,Yap1可與PD-L1相互影響,但目前鮮見(jiàn)明確的體外實(shí)驗(yàn)或臨床研究可證實(shí)上述影響是否可轉(zhuǎn)化為對(duì)免疫治療療效的決定因素。因此,亟需進(jìn)一步研究從而明確Yap1與免疫治療的關(guān)系。
隨著研究不斷進(jìn)展,Yap1在NSCLC發(fā)生、發(fā)展及治療中的作用及其與化療、靶向治療及免疫治療敏感性的關(guān)系逐漸明確。Yap1促進(jìn)NSCLC的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移,促進(jìn)NSCLC CSCs的自我更新及血管擬態(tài),降低NSCLC對(duì)化療、放療、EGFR-TKIs的敏感性。同時(shí),Yap1與腫瘤微環(huán)境及PD-L1的關(guān)系提示其在NSCLC免疫治療中發(fā)揮一定作用。上述研究結(jié)果提示針對(duì)Yap1開(kāi)展靶向治療的重要性及必要性。目前,已有相關(guān)機(jī)制及臨床前研究[22],但鮮見(jiàn)臨床研究報(bào)道。
在臨床前研究中,verteporfin可抑制腫瘤細(xì)胞增殖,減少干細(xì)胞活性,恢復(fù)藥物敏感性并延長(zhǎng)小鼠壽命[35]。目前,亟需更多的機(jī)制、臨床前及臨床研究,聯(lián)合Yap1抑制療法與其他抗癌藥物有望成為新的治療策略。