直接或間接靶向YAP/TAZ治療頭頸部腫瘤的策略選擇

馮曉東

口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院口腔癌變與防治創(chuàng)新單元 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院，成都610041

YAP/TAZ發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)90年代[1]，在哺乳動(dòng)物的正常生理作用中非常重要，其主要作用包括：調(diào)控細(xì)胞增殖和生存、維持組織成體干細(xì)胞的自我更新、參與器官發(fā)育、組織大小調(diào)節(jié)、組織再生等[2]。Hippo信號(hào)通路為常見的YAP/TAZ上游信號(hào)通路，其最早在對(duì)果蠅中進(jìn)行的抑癌基因篩查時(shí)被發(fā)現(xiàn)。隨后該信號(hào)通路的4個(gè)最核心的組成蛋白先后被揭示，包括Warts[哺乳動(dòng)物同源蛋白：大腫瘤抑制酶1/2（large tumor suppressor kinase 1/2，LATS1/2）[3-4]]、Salvador（Sav1/WW45）[5-6]、Hippo[（巨噬細(xì)胞刺激響應(yīng)蛋白1/2（macrophage stimu‐lating 1/2，MST1/2）][7-11]及Mats（MOBKL-1A-B）[12]。其中Hippo/Salvador形成復(fù)合物可以磷酸化并激活Warts-Mats復(fù)合物，Warts直接作用于Yki（YAP/TAZ）[13]并對(duì)其磷酸化進(jìn)而抑制其發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子輔助激活功能。Hippo信號(hào)通路任意一個(gè)核心組分的缺失或Yki過度表達(dá)，都會(huì)導(dǎo)致器官的急劇過度增長(zhǎng)，Yki下游主要通過輔助激活轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控細(xì)胞增殖和生存[13]。在哺乳動(dòng)物中，Hippo信號(hào)通路的MST1/2-Sav復(fù)合物磷酸化激活LATS1/2-MOB復(fù)合物，LATS1/2通過直接磷酸化YAP/TAZ，發(fā)揮對(duì)其轉(zhuǎn)錄輔助激活功能的抑制作用[13]。除傳統(tǒng)的Hippo信號(hào)通路調(diào)節(jié)YAP/TAZ活性以外，大量研究還揭示了不依賴于Hippo信號(hào)的YAP/TAZ調(diào)控機(jī)制，其中最主要的包括細(xì)胞骨架動(dòng)態(tài)變化調(diào)節(jié)機(jī)制[14-16]。

YAP具有轉(zhuǎn)化細(xì)胞的能力[17]，隨著對(duì)YAP/TAZ相關(guān)科學(xué)研究的深入，各大腫瘤組學(xué)計(jì)劃及Omics腫瘤組學(xué)分析的推進(jìn)，YAP/TAZ在腫瘤中的普遍重要性也得以體現(xiàn)[18-19]，其在腫瘤啟始、發(fā)展、維持、復(fù)發(fā)及耐藥方面都存在重要作用，因此，靶向YAP/TAZ對(duì)腫瘤治療具有重大潛能[18-19]。新近研究[20-21]提示，在頭頸腫瘤中YAP/TAZ存在普遍激活的情況，且在頭頸腫瘤生長(zhǎng)中起著重要的調(diào)節(jié)作用，故YAP/TAZ在頭頸腫瘤中存在重要的靶向潛能。本文將主要針對(duì)直接或間接靶向YAP/TAZ策略的嘗試進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合頭頸部腫瘤分析各策略的優(yōu)劣，并就此提出該方面未來研究的潛在突破方向。

1 直接靶向YAP/TAZ

新近研究發(fā)現(xiàn)在頭頸部腫瘤中，YAP/TAZ存在普遍激活（約80%）[20-21]，YAP對(duì)上皮細(xì)胞及口腔黏膜上皮的轉(zhuǎn)化及致癌能力已被證實(shí)[22-23]，且YAP/TAZ在腫瘤中作為治療靶點(diǎn)的潛能也較確定[16,20,24-25]。YAP/TAZ作為轉(zhuǎn)錄輔助因子，主要通過下游對(duì)轉(zhuǎn)錄因子的激活來發(fā)揮其生理和病理作用[2]，其下游調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子家族主要包括：TEA結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子1-4（TEA domain transcription fac‐tor 1-4，TEAD1-4）、母親DPP同源物（mothers against decapentaplegic homolog，SMAD）、Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（Runt-related transcription factors，RUNX）、腫瘤蛋白P73（tumor protein P73，TP-73）、T-Box轉(zhuǎn)錄因子5（T-Box transcription factor 5，TBX5）和配對(duì)盒轉(zhuǎn)錄因子（paired box，PAX）等[26]。在眾多YAP/TAZ結(jié)合并調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子家族中，TEAD家族被認(rèn)為在生理及病理?xiàng)l件下的作用最為重要[26-27]，由此發(fā)展出一系列的直接靶向YAP/TAZ-TEAD的潛在靶向抑制策略（表1）[16,33-46]。直接靶向YAP/TAZ-TEAD相互作用的藥物，如：“維替泊芬”或“C3”等，這些藥物普遍存在問題是，毒副作用大且脫靶效應(yīng)明顯[28-29]；“環(huán)狀YAP樣肽”或“super-TDU”等又因?yàn)榉肿虞^大限制了其給藥途徑，且毒副作用也暫不明確[30-32]；直接靶向TEAD家族轉(zhuǎn)錄因子，如：“WO2017/053706”和“氟滅酸及其衍生物”等，部分藥物相對(duì)安全成熟，如：“氟滅酸”，但是在這一類藥物具體作用效果及機(jī)制不清楚，仍需進(jìn)一步研究。此外，Hippo通路對(duì)YAP/TAZ的調(diào)節(jié)為抑制調(diào)控，其在腫瘤中的作用主要為腫瘤抑制[13]，Hippo通路自身作為藥物靶點(diǎn)存在策略不可行性。

表1 直接靶向YAP/TAZ-TEAD的抑制劑及靶點(diǎn)Tab 1 The inhibitors targeting YAP/TAZ-TEAD

2 間接靶向YAP/TAZ

直接靶向YAP/TAZ-TEAD已發(fā)現(xiàn)多種潛在藥物，但是這些藥物都還停滯在臨床前研究階段，大多存在靶點(diǎn)不清，機(jī)制不明，或全身毒副作用等問題[47]。另一方面，YAP/TAZ在干細(xì)胞調(diào)控及組織再生中具有重要作用[2]，直接靶向YAP/TAZ或YAP/TAZ-轉(zhuǎn)錄因子相互作用存在顯著的體內(nèi)干細(xì)胞影響潛能，故存在較大的策略局限性；與之相對(duì)的是，YAP/TAZ在腫瘤中的異常分子事件非常有限[18]，其在頭頸腫瘤中的異?；罨^大部分源于潛在的上游異常分子事件，故通過靶向YAP/TAZ異常激活機(jī)制來間接靶向YAP/TAZ，更具策略優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，通過研究YAP/TAZ異常激活機(jī)制所暴露的藥物作用靶點(diǎn)范圍更廣，更有可能對(duì)應(yīng)相對(duì)成熟的藥物，且更具腫瘤特異性，轉(zhuǎn)化可行性優(yōu)勢(shì)顯著。

已有研究提示，YAP/TAZ可以通過Hippo依賴和Hippo不依賴兩種途徑進(jìn)行信號(hào)傳遞[19]。調(diào)節(jié)YAP/TAZ的胞外信號(hào)來源包括：細(xì)胞生長(zhǎng)因子、細(xì)胞壓力誘導(dǎo)、細(xì)胞接觸抑制及細(xì)胞骨架支撐調(diào)節(jié)等[2]。在頭頸腫瘤中，已知的具有潛能調(diào)節(jié)YAP/TAZ激活的異常分子事件包括：G蛋白偶聯(lián)受體39（G protein-coupled receptor 39，GPR39）、磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶催化亞基α（phos‐phatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha，PI K3 C A）、表皮生長(zhǎng)因子受體（epi‐dermal growth factor receptor，E G FR）、FAT非典型鈣粘蛋白1（FAT atypical cadherin 1，F(xiàn)AT1）等[20-21,48-49]（圖1）。

圖1 頭頸腫瘤隊(duì)列中具有潛能調(diào)節(jié)YAP/TAZ激活的異常分子事件及其發(fā)生頻率（TCGA數(shù)據(jù)庫，頭頸鱗癌PanCancer Atlas隊(duì)列；mRNA表達(dá)水平相較于正常組織）Fig 1 The genes alteration frequencies with YAP/TAZ regulation potentials(TCGA,Head and Neck Squamous Cell Carcinoma-PanCancer Atlas;mRNA expression level compared with normal samples)

筆者將對(duì)已知的這些基因驅(qū)使YAP/TAZ的潛在調(diào)節(jié)機(jī)制及靶向潛能及研究方向作逐一討論總結(jié)。

2.1 G PR39

G蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPCR）為細(xì)胞表面最大的受體家族（約800種）[50]，對(duì)YAP/TAZ具有廣泛調(diào)節(jié)作用[51]。GPCR在腫瘤中的異常分子事件普遍存在，但是由于其種類繁雜且異常分子事件類型多樣[52]，其在腫瘤異常分子事件中的關(guān)注程度并不高。隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，更多的GPCR腫瘤異常分子事件被發(fā)現(xiàn)，其中也包括了GP R39在口腔癌中的過度表達(dá)[21,53]。新近研究[21]發(fā)現(xiàn)，G PR39主要依賴Gαq-RhoA（ROCK）-FAK信號(hào)通路激活YAP，而G P R39自身表達(dá)量可以反應(yīng)其對(duì)YAP異常激活的貢獻(xiàn)程度（圖2）。該信號(hào)通路的解析也為進(jìn)一步探究潛在治療靶點(diǎn)提供了理論依據(jù)，其中ROCK作為GP R39激活YAP的重要節(jié)點(diǎn)蛋白[21]，已有多種靶向ROCK的藥物在臨床使用多年，如Fasudil和Ri‐pasudil，其作為用藥靶點(diǎn)具有極高的用藥可行性；另外，F(xiàn)AK作為G P R39激活YAP的另外一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)蛋白[21,54]，其在癌癥中的重要作用也比較明確[55]，針對(duì)FAK的腫瘤治療探索也較多（如：卵巢癌和膠質(zhì)瘤等），新近FAK抑制劑已在臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出了較好的用藥安全性[56-58]，提示FAK抑制劑具有較好的轉(zhuǎn)化潛能。

圖2 GPR39在口腔癌中調(diào)節(jié)YAP激活的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制示意圖Fig 2 GPR39 regulates YAP activation signaling network in oral squamous cell carcinoma

2.2 P IK3 C A

P IK3 C A是頭頸部腫瘤中最重要的癌基因，其編碼蛋白PI3Kα[59-60]，其在約30%的頭頸部腫瘤中存在獲得性異常分子事件（圖3）。PI3Kα下游已知信號(hào)主要包括PDK1-AKT-mTOR通路，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和生存進(jìn)而促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展[61]。有趣的是，新近研究[48]發(fā)現(xiàn)在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中PI3Kα的過度表達(dá)和YAP的異常激活存在較緊密的相關(guān)性，但是PI3Kα激活YAP/TAZ的功能并不明確，機(jī)制也不清楚，故不存在間接靶向選擇依據(jù)，需從分子機(jī)制層面進(jìn)行深入研究。

圖3 PIK3CA在TCGA-頭頸部腫瘤隊(duì)列中異常分子事件頻率（頭頸部腫瘤隊(duì)列包括：A.Nature 2015；B.Firehose Legacy；C.PanCancer Altlas）Fig 3 PIK3CA gene alteration frequencies in TCGA-head and neck cancer cohorts(including,A.Nature 2015;B.Fire‐hose Legacy;C.PanCancer Altlas)

2.3 EG FR

EG FR為頭頸部腫瘤里面最重要的異常激活分子[59-62]，其主要通過PI3K-AKT-mTOR和MEKERK信號(hào)通路調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖和生存[62]。以往報(bào)道[49]顯示，EG F R可以在人類乳腺上皮細(xì)胞（MCF-10A）和人類胚胎腎細(xì)胞（HEK293）中通過PI3K-PDK1依賴的途徑抑制Hippo信號(hào)進(jìn)而促進(jìn)YAP的激活，提示E GFR具有在頭頸腫瘤中激活YAP/TAZ的潛能，但是在頭頸部腫瘤中的相關(guān)功能和機(jī)制仍未見報(bào)道，故無靶點(diǎn)選擇依據(jù)。此外，EG F R作為受體絡(luò)氨酸激酶家族的重要成員，其是否通過絡(luò)氨酸激酶活性直接作用于Hippo-YAP/TAZ通路也是一個(gè)亟待闡明的重要科學(xué)問題。針對(duì)以上未知問題的深入研究，可為頭頸部腫瘤靶向YAP/TAZ治療提供重要理論依據(jù)。

2.4 FAT1

FAT1失活（主要是：拷貝數(shù)減少或失活突變）是頭頸部腫瘤中較為常見的異常分子事件[20,59-60]。2018年Martin等[20]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AT1在頭頸腫瘤中的失活降低了其對(duì)Hippo信號(hào)通路的激活作用，并導(dǎo)致YAP的異常激活，進(jìn)而調(diào)控頭頸腫瘤的惡性生長(zhǎng)。FAT1為抑癌基因，其在頭頸部腫瘤中激活YAP/TAZ的機(jī)制是通過失活Hippo信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)的，但是由于失活突變導(dǎo)致的是一系列的活性喪失級(jí)聯(lián)反應(yīng)，故間接靶向抑制的可行性不大。

3 未來研究方向

雖然YAP/TAZ在頭頸腫瘤中存在廣泛且普遍的激活，在腫瘤生長(zhǎng)調(diào)節(jié)方面具有重要意義，其存在巨大的治療靶點(diǎn)潛能[19-20]，但是由于技術(shù)發(fā)展的局限性及YAP/TAZ自身調(diào)控多種干細(xì)胞活性及組織再生的能力，導(dǎo)致直接靶向YAP/TAZ治療腫瘤存在較大的策略局限性。另一方面，間接靶向YAP/TAZ旨在靶向腫瘤細(xì)胞中異常調(diào)節(jié)YAP/TAZ激活的信號(hào)途徑，理論上損害正常細(xì)胞對(duì)YAP/TAZ功能需求的影響較小，故在策略上其具有更好的精準(zhǔn)性。而目前間接靶向YAP/TAZ可用靶點(diǎn)和靶點(diǎn)選擇依據(jù)還不清楚，主要源于YAP/TAZ在腫瘤中的異常調(diào)節(jié)具體機(jī)制還不夠清楚。在頭頸部腫瘤中，間接靶向YAP/TAZ的研究需進(jìn)一步從以下幾個(gè)方面開展研究工作。

1）系統(tǒng)性地分析頭頸腫瘤中可以激活YAP/TAZ的異常分子事件。雖然已經(jīng)知道多種異常分子事件（包括：癌基因或抑癌基因），如：P I K-3 C A、EG F R、G P R39、FAT1等在頭頸腫瘤中具有激活YAP/TAZ的潛能[20-21,48-49]，但是依然有大量的YAP/TAZ在腫瘤中的異常激活沒有得到合理的解釋；同時(shí)也有大量的異常分子事件對(duì)YAP/TAZ的貢獻(xiàn)未知。因此需要更為全面地、系統(tǒng)地篩查腫瘤異常分子事件、腫瘤微環(huán)境，乃至瘤內(nèi)應(yīng)力等，對(duì)YAP/TAZ激活的影響。

2）詳細(xì)解析各事件調(diào)節(jié)YAP/TAZ激活的分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)現(xiàn)具有YAP/TAZ激活潛能的事件往往不足以暴露有效的腫瘤治療靶點(diǎn)，還需對(duì)其信號(hào)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)作出詳細(xì)的解析，進(jìn)一步暴露“可用藥”信號(hào)節(jié)點(diǎn)。因此需要對(duì)已知的具有YAP/TAZ激活潛能的事件的調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)地、詳細(xì)地機(jī)制解析。

3）依據(jù)分子網(wǎng)絡(luò)研究結(jié)果選擇治療靶點(diǎn)及藥物進(jìn)行治療探索。在腫瘤中YAP/TAZ調(diào)節(jié)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)得以解析的基礎(chǔ)上，依據(jù)不同的異常分子事件選擇具有針對(duì)性的YAP/TAZ抑制靶點(diǎn)，并用藥進(jìn)行治療測(cè)試，并最終驗(yàn)證該靶點(diǎn)對(duì)該類分子事件參與腫瘤治療的可行性。

4）篩選靶點(diǎn)和用藥對(duì)應(yīng)的生物標(biāo)記物協(xié)助腫瘤精準(zhǔn)治療。在明確治療靶點(diǎn)療效及可行性的情況下，如何去判定哪些腫瘤適合該治療方案？探尋該治療方案對(duì)應(yīng)有效腫瘤的判定生物標(biāo)記物對(duì)于該治療方案的轉(zhuǎn)化就變得尤為重要，而找到一個(gè)準(zhǔn)確且易于操作的生物標(biāo)記物檢測(cè)手段會(huì)大大提高治療的精準(zhǔn)性。

總之，通過YAP/TAZ調(diào)節(jié)事件系統(tǒng)性篩查、信號(hào)網(wǎng)絡(luò)解析、藥物靶點(diǎn)測(cè)試及治療策略生物標(biāo)記物驗(yàn)證4個(gè)步驟，可為間接靶向YAP/TAZ治療頭頸部腫瘤提供更系統(tǒng)詳盡的理論依據(jù)，助力靶點(diǎn)選擇和對(duì)應(yīng)生物標(biāo)志物的開發(fā)，并最終推進(jìn)靶向YAP/TAZ頭頸腫瘤精準(zhǔn)治療（圖4）。

圖4 具有YAP/TAZ調(diào)節(jié)功能的腫瘤異常分子事件及其下游調(diào)節(jié)機(jī)制的解析可以為靶向YAP/TAZ預(yù)防或治療頭頸部腫瘤的策略選擇提供理論支持Fig 4 Genetic alterations driven-YAP/TAZ and related mechanism could guild targeting-YAP/TAZ therapies for head and neck cancer preventions and treatments

致謝：感謝四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院博士研究生侯菲菲協(xié)助資料整理與編輯校對(duì)。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。