大腫瘤抑癌基因1在腫瘤中的研究進(jìn)展

喬旭華，付什，張?chǎng)瑒㈦p玥

(1.昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，昆明 650000； 2.昆明市婦幼保健院婦科，昆明650000)

腫瘤的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，目前其發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，而促進(jìn)細(xì)胞癌變的一個(gè)關(guān)鍵因素是抑癌基因突變，因此對(duì)抑癌基因的深入研究有助于了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，為腫瘤早期預(yù)防提供參考。目前針對(duì)抑癌基因的研究已取得一定進(jìn)展，大腫瘤抑癌基因1(large tumor suppressor 1，LATS1)是其中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。LATS1是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的LATS家族成員之一，LATS1可通過Hippo信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯于G2/M期，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[1]。研究發(fā)現(xiàn)，LATS1基因表達(dá)上調(diào)可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞遷移[2]，進(jìn)一步了解LATS1在Hippo信號(hào)通路中的調(diào)控機(jī)制，可以為腫瘤的預(yù)防及治療提供理論基礎(chǔ)，但將理論應(yīng)用于臨床還需要更深入的研究。未來對(duì)LATS1的研究應(yīng)基于兩個(gè)方面：①Hippo信號(hào)通路的失調(diào)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[3]；②LATS1作為Hippo信號(hào)通路中的核心信號(hào)分子，其在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)水平直接影響腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特性[4]。基于這兩點(diǎn)闡述LATS1在癌癥發(fā)生發(fā)展及治療中的作用，進(jìn)一步探討LATS1在腫瘤的形成、干細(xì)胞、免疫治療等方面的研究進(jìn)展，可以為腫瘤的治療提供新思路。現(xiàn)就LATS1在腫瘤中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 LATS1的分子結(jié)構(gòu)

LATS1屬于dbf2相關(guān)核蛋白激酶的一種，LATS1基因位于染色體6q24～25上，開放閱讀框架約3 393 bp，編碼1 130個(gè)氨基酸，長(zhǎng)約57.3 kb[5]。在LAST1的C端存在絲/蘇氨酸激酶區(qū)和2個(gè)LATS保守區(qū)，并含有2個(gè)與WW(W：色氨酸)結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白相關(guān)的PPxY(P：脯氨酸；x：任意氨基酸；Y：酪氨酸)模體；在LAST1的N端有1個(gè)泛素結(jié)合區(qū)域，并含有兩段保守序列，即LCD(LATS conserved domains)1和LCD2，LCD1和LCD2序列是LSTA1發(fā)揮調(diào)控功能必不可少的序列[6]。深入了解LATS1的分子結(jié)構(gòu)，通過基因測(cè)序等方法探究LATS1易調(diào)控或易突變區(qū)域，可能為L(zhǎng)STA1在腫瘤中的研究提供新思路。

2 LATS1在Hippo信號(hào)通路中的激活

Hippo信號(hào)通路是經(jīng)典腫瘤抑制信號(hào)通路，Hippo通路中的信號(hào)分子失調(diào)可導(dǎo)致多種腫瘤的發(fā)生，探究Hippo信號(hào)通路的調(diào)節(jié)因子以及調(diào)控機(jī)制有助于發(fā)現(xiàn)新的腫瘤治療方案[7]。哺乳動(dòng)物不育系20樣激酶(mammalian sterile 20-like kinase，MST)、Yes相關(guān)蛋白(Yes-associated protein，YAP)/含PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子(transcriptional coactivator with PDZ-binding motif，TAZ)和LATS1是Hippo信號(hào)通路的核心信號(hào)分子，其中任何一個(gè)信號(hào)分子發(fā)生突變或表達(dá)異常均可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生或轉(zhuǎn)移[8]。研究表明，YAP/TAZ在腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，因此被認(rèn)為是大量實(shí)體瘤的癌基因[9]。目前研究認(rèn)為，MST可激活LATS1，而活化的LATS1可磷酸化或泛素化YAP/TAZ，但活化的YAP/TAZ不能進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)誘導(dǎo)癌基因表達(dá)，因而起到抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用[10-11]。

2.1磷酸化 磷酸化是將磷酸基團(tuán)加在中間代謝產(chǎn)物或蛋白質(zhì)上的過程，磷酸化作用在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要作用。在Hippo信號(hào)通路中，LATS1主要通過差異性磷酸化被激活，在LATS1兩個(gè)保守的磷酸化位點(diǎn)中，T1079被MST2特異性磷酸化，而S909是自磷酸化位點(diǎn)；除了差異磷酸化作為激活LATS1的機(jī)制外，亞細(xì)胞精確定位特異性激活LATS1(即將LATS1引導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)的不同區(qū)域)也可控制LATS1的活性，單極紡錘體1結(jié)合蛋白(monopolar spindle-one-binder，MOB1)與LATS1的共表達(dá)使膜部分中的LATS1富集，且靶向膜的MOB1可顯著增強(qiáng)LATS1在其激活段和疏水基序上的磷酸化[12]。相反，無法結(jié)合MOB1的LATS1突變體不能轉(zhuǎn)運(yùn)到膜上，也不能被磷酸化。MST2激酶在其支架蛋白SAV1(salvador homolog 1)輔助下磷酸化LATS1激酶，磷酸化的LATS1在與MOB1的相互作用中被活化，進(jìn)而磷酸化并抑制YAP[2]。Han等[13]研究發(fā)現(xiàn)，含有WW和C2的結(jié)構(gòu)域蛋白-3在肺癌中發(fā)揮抑制作用，其主要機(jī)制為阻止含有WW和C2的結(jié)構(gòu)域蛋白-3與LATS1的相互作用，進(jìn)而抑制LATS1的磷酸化，導(dǎo)致LATS1在Hippo信號(hào)通路中表達(dá)上調(diào)，抑制肺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。另有研究指出，腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)蛋白8過表達(dá)可抑制YAP激活，使YAP進(jìn)入肝癌細(xì)胞核內(nèi)，誘導(dǎo)肝細(xì)胞癌基因表達(dá)；此外，腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)蛋白8可以與LATS1相互作用并降低其磷酸化，增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的侵襲性[14]。由此可見，磷酸化的LATS1對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的作用(促進(jìn)或抑制)尚存在一定爭(zhēng)議，其作用可能與其磷酸化位點(diǎn)及磷酸化方式有關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。

2.2泛素化 泛素化是指泛素分子在泛素激活酶、結(jié)合酶、連接酶等的作用下將細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)進(jìn)一步分類，篩選出靶蛋白分子，并對(duì)靶蛋白進(jìn)行特異性修飾后對(duì)蛋白的定位、代謝、功能、調(diào)節(jié)和降解產(chǎn)生作用，同時(shí)參與細(xì)胞周期、增殖、凋亡、基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄等的調(diào)控。LATS1可通過多種E3連接酶發(fā)生泛素化，抑制腫瘤生長(zhǎng)[15]。Ni等[16]利用長(zhǎng)鏈非編碼RNA微陣列技術(shù)鑒定了一個(gè)新的長(zhǎng)鏈非編碼RNA uc.134，并發(fā)現(xiàn)其可通過抑制支架蛋白4A介導(dǎo)的LATS1泛素化，抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。另有研究表明，在乳腺癌細(xì)胞中通過靶向泛素化LATS1可導(dǎo)致LATS1降解，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌的形成，這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步完善了大多數(shù)人類乳腺癌起源的細(xì)胞學(xué)說[17]。因此，LATS1可通過磷酸化及泛素化調(diào)控YAP/TAZ的活性，發(fā)揮抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，但這并不代表LATS1僅通過這兩種方式調(diào)控YAP/TAZ的活性。深入了解LATS1的調(diào)控機(jī)制，可以為針對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制的相關(guān)研究提供新思路。目前關(guān)于LATS1磷酸化在腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)中的作用仍存在爭(zhēng)議，未來還需要深入研究LATS1磷酸化的作用機(jī)制，以揭示LAST1在腫瘤中的作用。

3 LATS1在腫瘤中的作用

3.1LATS1與腫瘤形成 Hippo信號(hào)通路可調(diào)節(jié)器官發(fā)育及細(xì)胞增殖、凋亡，作為Hippo信號(hào)通路的核心調(diào)控因子，LATS1表達(dá)下調(diào)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[18]。腫瘤壞死因子-α誘導(dǎo)蛋白8與LATS1相互作用，可降低LAST1磷酸化水平，從而抑制Hippo信號(hào)通路中LATS1的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖和侵襲[19]。李朗等[20]研究表明，LAST1在小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中低表達(dá)，可抑制Hippo信號(hào)通路，促進(jìn)小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在體外分化、增殖和遷移。但有研究表明，LATS1基因缺失可抑制小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，可能由于LATS1基因缺失導(dǎo)致Hippo信號(hào)通路YAP和TAZ的激活失控所致[21]。為了系統(tǒng)評(píng)估LATS1基因在人類腫瘤中的作用，對(duì)LATS1基因進(jìn)行突變分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LATS1基因的總體突變率為1.10%，尤其是胃腺癌、子宮內(nèi)膜癌和膀胱尿路上皮癌患者的LATS1基因突變率更高，故認(rèn)為L(zhǎng)ATS1基因突變可導(dǎo)致腫瘤形成，但發(fā)生率較低[22]。另有研究表明，LATS1啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化可誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，LATS1的甲基化可增加口腔磷癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[23]；非小細(xì)胞肺癌組織中LATS1和LATS2啟動(dòng)子的甲基化頻率顯著高于正常組織，具有高度甲基化LATS1/LATS2非小細(xì)胞肺癌組織中的LATS1和LATS2表達(dá)顯著下調(diào)，而LATS1/LATS2顯著下調(diào)的非小細(xì)胞肺癌患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加[24]。因此，LATS1可能通過磷酸化、甲基化、缺失、突變等調(diào)控Hippo信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖或凋亡，但LATS1影響腫瘤發(fā)生發(fā)展的調(diào)控Hippo信號(hào)通路的具體方式目前尚不清楚。

3.2LAST1與腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移 腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移和侵襲是導(dǎo)致患者死亡的主要原因，因此抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化過程是阻止癌癥進(jìn)展的關(guān)鍵，而LATS1在腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。Cheng等[25]發(fā)現(xiàn)，LIM結(jié)構(gòu)域-3可與LATS1結(jié)合，抑制LATS1的活性，進(jìn)而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移。Song等[26]研究顯示，長(zhǎng)鏈非編碼RNA PIK3CD-AS1過表達(dá)通過與微RNA(microRNA，miRNA/miR)-566競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合促進(jìn)LATS1的表達(dá)，抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移。有文獻(xiàn)報(bào)道，LATS1表達(dá)下調(diào)可增加胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后不良和復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[27]。Zhang等[28]研究表明，異位表達(dá)miR-424可通過靶向LATS1基因促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、侵襲。Yu等[29]研究提示，閉合蛋白-6與LATS1發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞核內(nèi)的YAP1表達(dá)下調(diào)，促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、侵襲。在宮頸癌中，LATS1的表達(dá)下調(diào)，可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白E、p27蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶9以及YAP的表達(dá)，抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲[30]。綜上可知，LATS1表達(dá)上調(diào)可抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移，LATS1表達(dá)下調(diào)則會(huì)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展，通過靶向調(diào)節(jié)LATS1可能在腫瘤的治療中取得新進(jìn)展。

3.3LAST1與腫瘤的治療靶點(diǎn) 腫瘤的靶向治療是指在分子水平上對(duì)腫瘤細(xì)胞的蛋白分子或基因片段進(jìn)行精確治療，且不損傷正常組織細(xì)胞的功能。目前的靶向治療包括基因靶向治療、抗體介導(dǎo)靶向治療、標(biāo)記配體靶向治療等，但在靶向給藥時(shí)仍面臨著各種挑戰(zhàn)，如臨床上應(yīng)用的靶向載體、靶向藥物以及靶點(diǎn)等還均需進(jìn)一步探索。明確腫瘤精確的靶點(diǎn)，不僅可避免靶向治療的藥物不良反應(yīng)，還可提高腫瘤的治愈率。通過對(duì)LAST1在肝癌[31]、前列腺癌[32]、膠質(zhì)瘤[33]等腫瘤中作用的研究可發(fā)現(xiàn)潛在的腫瘤治療靶點(diǎn)。在前列腺癌中，MST1基因存在多種突變，MST1突變率越高LAST1磷酸化水平越低，去勢(shì)抵抗性前列腺癌的發(fā)生率越高，其原因可能是MST1通過LAST1調(diào)節(jié)Hippo信號(hào)通路，從而影響去勢(shì)抵抗性前列腺癌的發(fā)生，因此MST1可能是治療慢性前列腺癌的新靶點(diǎn)[32]。Zhang等[31]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，LAST1啟動(dòng)子甲基化可抑制Hippo信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞中的單酰基甘油脂肪酶表達(dá)上調(diào)，而單酰基甘油脂肪酶通過前列腺素和溶血磷脂酸參與肝癌細(xì)胞的增殖和侵襲，因此單酰基甘油脂肪酶可能是一種潛在的肝癌治療靶點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)前體細(xì)胞表達(dá)下調(diào)因子4基因可能通過調(diào)節(jié)LATS1相關(guān)信號(hào)通路參與肝癌的發(fā)生、發(fā)展，因此靶向神經(jīng)前體細(xì)胞表達(dá)下調(diào)因子4-LATS1信號(hào)通路可能成為一種潛在的肝癌治療方案[34]。Liu等[33]研究表明，miR-4262可作為治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的新靶點(diǎn)，在膠質(zhì)瘤中miR-4262可作為腫瘤誘導(dǎo)劑，其表達(dá)上調(diào)可直接負(fù)性調(diào)控LAST1的表達(dá)，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。在裸鼠原位異種移植模型中，前列腺跨膜雄激素誘導(dǎo)蛋白1可促進(jìn)膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)和侵襲，且主要通過促進(jìn)LAST1泛素化降解，抑制Hippo信號(hào)通路，由于前列腺跨膜雄激素誘導(dǎo)蛋白1可調(diào)控Hippo信號(hào)通路，促進(jìn)膠質(zhì)瘤的進(jìn)展，因此可能成為治療膠質(zhì)瘤的新靶點(diǎn)[35]。以上研究均提示，LAST1表達(dá)上調(diào)可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，因此深入了解其調(diào)控因子在腫瘤治療中的作用，有助于發(fā)現(xiàn)更多的腫瘤治療靶點(diǎn)，為腫瘤靶向治療提供新的思路。

3.4LAST1與腫瘤免疫 Hippo信號(hào)通路可通過多種機(jī)制增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)或參與腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸[36]。目前Hippo信號(hào)通路在腫瘤細(xì)胞中的免疫逃逸機(jī)制尚不明確。有研究表明，Hippo信號(hào)通路中的YAP激活后與細(xì)胞毒性T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[37]。腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞具有雙重作用，既可殺傷腫瘤細(xì)胞抑制癌癥進(jìn)程，又可促進(jìn)癌癥進(jìn)程[38]。因此，調(diào)控Hippo信號(hào)通路使其在腫瘤免疫中發(fā)揮作用是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。Moroishi等[39]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小鼠腫瘤細(xì)胞中的LATS1/2缺失可提高腫瘤的免疫原性，證實(shí)Hippo信號(hào)通路在腫瘤免疫中具有重要作用，并進(jìn)一步揭示了LATS1/2是腫瘤免疫治療的靶點(diǎn)。作為Hippo信號(hào)通路中的核心成員，LATS1可通過調(diào)控YAP/TAZ活性影響腫瘤免疫細(xì)胞的生物學(xué)特性。免疫治療在腫瘤治療中發(fā)展迅速，作為抑癌瘤因子LATS1在腫瘤免疫治療中的作用還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

3.5LATS1與腫瘤干細(xì)胞 腫瘤組織中極少數(shù)的腫瘤干細(xì)胞可以逃避放化療的殺傷，導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移及耐藥的發(fā)生[40]。而腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移以及耐藥的發(fā)生是導(dǎo)致患者死亡的主要原因，因此探索腫瘤干細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和特征對(duì)于精確靶向治療具有重要的臨床意義。Xu等[1]發(fā)現(xiàn)，LATS1可通過Hippo信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。Zanconato等[41]發(fā)現(xiàn)，Hippo信號(hào)通路在人體組織再生以及腫瘤干細(xì)胞的自我更新中均具有重要作用。另有研究顯示，Hippo信號(hào)通路對(duì)腫瘤干細(xì)胞的耐藥、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、自我更新等生物學(xué)特征均有調(diào)控作用[42]。Nozaki等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在高度惡性的口腔癌中，LATS1可通過調(diào)節(jié)Hippo信號(hào)通路觸發(fā)腫瘤干細(xì)胞的自我更新。miR-21沉默可增加LATS1的表達(dá)，而LATS1表達(dá)上調(diào)可抑制腎腫瘤干細(xì)胞惡性表型[44]。以上研究表明，LATS1可能影響腫瘤干細(xì)胞的活性，但其影響腫瘤細(xì)胞干性的具體途徑，特別是LATS1通過Hippo信號(hào)通路調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)特征的機(jī)制還需未來進(jìn)一步探究。

4 小 結(jié)

Hippo通路可通過調(diào)控LATS1的表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，而LATS1的生物學(xué)功能主要通過泛素化和磷酸化實(shí)現(xiàn)。LATS1表達(dá)上調(diào)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，但目前關(guān)于LATS1表達(dá)調(diào)控的具體機(jī)制以及LATS1下游靶點(diǎn)的研究均較少，未來還需進(jìn)一步研究論證。腫瘤干細(xì)胞及腫瘤的免疫治療是近年的研究熱點(diǎn)，探索LATS1-Hippo信號(hào)通路中腫瘤干細(xì)胞、腫瘤免疫治療可能為腫瘤的診治提供新思路。未來應(yīng)充分了解LATS1信號(hào)通路及其生物學(xué)作用，尋找干預(yù)調(diào)控LATS1表達(dá)的作用靶點(diǎn)及藥物，并將其應(yīng)用于臨床，為腫瘤治療提供幫助。