生命科学   2017, Vol. 29 Issue (9): 908-915.  DOI: 10.13376/j.cbls/2017121.
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耿晶, 洪丽欣, 陈兰芬. Hippo信号通路相关分子参与免疫细胞功能调控的研究进展. 生命科学, 2017, 29(9): 908-915. DOI: 10.13376/j.cbls/2017121.
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GENG Jing, HONG Li-Xin, CHEN Lan-Fen. Research advances in functions of Hippo signaling in the immune system. Chinese Bulletin of Life Sciences, 2017, 29(9): 908-915. DOI: 10.13376/j.cbls/2017121.
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基金项目

国家重点基础研究发展规划(“973”项目)(2017YFA0504502,2015CB910502);国家自然科学基金项目(81422018,81472229和31600698)

作者简介

陈兰芬,博士,厦门大学生命科学学院教授。1993—2000年厦门大学本科和硕士、2001—2006年美国爱因斯坦医学院博士、2007—2012年美国哈佛大学医学院博士后;2013年获得国家“青年千人计划”资助、2015年获得国家基金委“优秀青年基金项目”资助、特聘为福建省“闽江学者”教授。长期从事炎症和免疫疾病发生,以及肿瘤发生发展的分子机制和功能研究,近五年以通讯作者在Cancer CellNat ImmunolNat Commun、Cell Rep等期刊上发表多篇研究论文 。

通信作者

陈兰芬, E-mail: chenlanfen@xmu.edu.cn

文章历史

收稿日期:2017-06-01
收修改稿:2017-06-15
Hippo信号通路相关分子参与免疫细胞功能调控的研究进展
耿晶 #, 洪丽欣 #, 陈兰芬     
(厦门大学生命科学学院,厦门 361102)
摘要:Hippo信号通路是最早在果蝇(Drosophila)中发现的,在进化上高度保守,具有调控细胞增殖与凋亡作用的一条关键信号转导通路。在哺乳动物中,Hippo信号通路在调控细胞增殖、细胞死亡、细胞分化和肿瘤生成等生物学过程中有着十分重要的作用。近年来,Hippo信号通路在免疫系统以及多种功能性免疫细胞中发挥的重要作用逐渐成为该领域的研究热点,特别是Hippo信号通路各成员在免疫细胞应对病毒、细菌入侵或肿瘤发生以及维持自身稳态过程中发挥着重要的作用。因此,深入了解Hippo信号通路各成员对多种功能性免疫细胞的调控机制,有助于绘制新的免疫系统调控网络,阐明各类免疫系统相关疾病的发病机制,期望为诊断、治疗和预防相关疾病提供新的治疗策略或靶点。
关键词Hippo信号通路    免疫细胞    免疫治疗    
Research advances in functions of Hippo signaling in the immune system
GENG Jing #, HONG Li-Xin #, CHEN Lan-Fen     
(School of Life Sciences, Xiamen University, Xiamen 361102, China)
Abstract: The Hippo signaling pathway was first discovered as a result of genetic studies of tissue growth in Drosophila to mediate organ size control. This pathway is evolutionally conserved and the orthologs to its main components have been identified in mammals respectively. The Hippo signaling pathway consists of a core kinase cascade which plays central roles in the Hippo pathway controlling the cell proliferation, apoptosis, and differentiation during development and tumorigenesis. In recent years, numerous studies reported that Hippo signaling also plays diverse and important roles in the immune system. In this review, we summarize recent findings related to the new function of core components of the Hippo signaling pathway in immune regulation. A better understanding of how Hippo signaling regulated the immune function will help us to draw a novel immune regulatory network and provide a new treatment strategies or targets for immune-related diseases.
Key words: the Hippo signaling pathway    immune cells    immunotherapy    

在动物的生长和组织发育中,对于组织或器官的大小的调控是十分重要的。在此过程中,细胞数量和多种细胞类型发育分化调控的协同进行是完成组织、器官和动物整体的形态和功能所必需的。Hippo信号通路最初是在果蝇中发现的,在进化上高度保守的,调控细胞的增殖、死亡和分化的信号转导通路。大量的研究表明,该通路能够转导从细胞膜到细胞核的生长抑制性信号,从而调控下游基因的表达,对细胞的生长、增殖和凋亡有重要作用,也参与调控组织器官的大小和再生以及胚胎期组织或器官的形成,同时也与正常细胞向肿瘤细胞癌变过程有着直接的关系[1-2]。近年来,Hippo信号通路各成员在免疫系统以及多种功能性免疫细胞中也发挥着重要的调控作用,相关的分子机制研究逐渐成为该领域的研究热点,特别是Hippo信号通路各成员在自身免疫性疾病,应对病毒、细菌入侵的免疫防御,以及免疫监控等免疫系统的稳态调控过程中的作用机制。本综述主要从Hippo信号通路的主要成员及其上游周边的相关组分入手,探讨泛Hippo信号通路在免疫系统中的调控作用,期望为诊断、治疗和预防相关疾病提供新的诊治靶点。

1 经典的Hippo信号通路分子机制

Hippo信号通路是一条在进化上十分保守的生长抑制性信号通路,在调控细胞增殖和分化中发挥着重要的作用。Hippo信号通路最早是在果蝇中被发现的,该通路的核心是两个蛋白激酶复合物,Hippo(Hpo)/Salvador(Sav)复合物及其下游的Warts (Wts)/Mats复合物,和下游的转录共激活因子Yorki (Yki)及其结合的转录因子Scalloped(Sd)。Hippo信号通路的核心成员在哺乳动物中都有相对应的蛋白分子,其中Hpo、Sav、Wts、Mats、Yki和Sd在哺乳动物中的同源蛋白分别是Ste20-like kinases 1/2 (MST1/2)、Sav1、Large tumor suppressor 1/2 (LATS1/2)、MOBKL1A/MOBKL1B (MOB1)、Yes-associated protein (YAP)/ Transcriptional coactivator with PDZ-binding motif (TAZ)和TEA domain family (TEAD/TEF)家族的TEAD。STE20家族的蛋白激酶——MST1/2,能够磷酸化并激活下游蛋白SAV1、LATS1/2和MOB1。MST1/2和SAV1都具有SARAH (Sav/Rassf/Hpo)结构域,它们能够相互作用,其中SAV1的生理学功能是作为构架蛋白,这种稳定的构架作用可以提高MST1/2的激酶活性,増强MST1/2对LATS1/2的直接磷酸化,而这种磷酸化作用对于LATS1/2的激活是必需的[3-4]。当MOB1被MST1/2磷酸化后,能够加强其在LATS1/2的自抑制结构域的结合作用,增加LATS1/2蛋白的磷酸化水平,从两方面大大增强LATS1/2的激酶活性[5]

Hippo信号通路的下游效应因子YAP或TAZ属于转录共激活蛋白,它们本身有转录共激活活性,但无法与DNA直接结合,因此必须与TEAD等转录因子相互作用才能介导下游靶基因的表达调控。活化的LATS1/2能够直接结合和磷酸化YAP [6-7]。LATS蛋白是属于ACG家族中的一种激酶,能够识别和磷酸化具有HXRXXS保守序列的蛋白。LATS1/2通过PPXY基序与YAP的WW结构域相互作用[8],同时,直接磷酸化YAP蛋白上的五个HXRXXS位点中的末位丝氨酸[9]。磷酸化的YAP与14-3-3蛋白相互作用而被保留在细胞浆无法进入细胞核,抑制其转录共激活作用,从而下调了受YAP调控的下游靶基因的转录水平[9]。YAP的同源物TAZ蛋白上的也有多个可以被LATS1/2磷酸化的HXRXXS位点,同样也会受Hippo信号通路的调控[7, 10-11]。如果Hippo信号通路的上游激酶级联反应受到阻断,YAP处于低磷酸化,甚至去磷酸化状态,就可以进入细胞核行使其转录共激活功能,促进其下游靶基因的转录[7, 10-12]。另一方面,YAP的不同磷酸化状态也会影响YAP蛋白的稳定性。上游激酶LATS1/2对YAP蛋白Ser381位或TAZ蛋白Ser311位进行磷酸化,将进一步触发酪氨酸蛋白激酶CK1的磷酸化,招募E3泛素连接酶β-TRCP,对YAP蛋白进行泛素-蛋白酶体降解[8, 13]。因此,Hippo信号通路对下游效应因子YAP的调控主要是通过控制其磷酸化或去磷酸化水平和YAP的蛋白稳定性来实现的(图 1)。

图 1 Hippo信号通路模式图
2 多重上游信号转导蛋白对免疫相关细胞的功能调控

果蝇中,Hippo信号通路的主要上游信号分子包括钙黏蛋白FAT和一些其他的膜结合蛋白。因此,跨膜钙黏蛋白FAT1~4和DCHS1 (又称PCDH16、CDH19、CDH25或FIB1),膜内侧膜连蛋白NF2、WWC1 (又称KIBRA)和PTPN14等[14-17],以及最近报道的G蛋白偶联受体(G protein coupled receptor, GPCR)家族都被认为是Hippo信号通路可能的主要上游信号转导蛋白[18],然而对于这些蛋白在免疫系统中功能作用却鲜有系统报道,而且这些蛋白对免疫系统相关细胞的调控可能并不通过经典的Hippo信号通路核心成员。

Van Hateren等[14]发现FAT4可以通过YAP调控脊髓大小和功能,敲除YAP和TEAD4则可以恢复Fat4缺失的表型。FAT1和FAT3的遗传突变与早期T细胞前体急性淋巴细胞白血病(ETP-ALL)的发病呈正相关性,研究表明当FAT1和FAT3发生突变时会影响细胞的黏附和Wnt信号通路的激活等,对于调控早期T细胞前体的稳态发挥着重要的功能[19]。NF2在维持肝细胞和胆管细胞稳态中有重要功能,NF2缺失会导致肝细胞癌和胆管错构瘤[17]。NF1和NF2在人类单核细胞白血病(JMML)和幼年型黄色肉芽肿病(JXG)中有较高频率的突变现象,在发病的的儿童中如果存在NF1突变并同时患有JXG时,JMML的发病几率将大大增加[20]。2012年,Wang等[15]发现PTPN14能调控YAP的核质转运和由YAP介导的细胞增殖,而这一作用是通过与YAP的直接相互作用来实现的。在淋巴管的发育过程中,PTPN14也有着重要的功能,PTPN14缺失的小鼠模型中出现了淋巴管畸形生长和淋巴管水肿等现象,后续研究发现,淋巴管的正常生长需要PTPN14与VEGFR3的相互作用来完成,这对于淋巴管的生成至关重要[21]

GPCR是一个庞大的细胞表面跨膜受体家族,已经发现800多个成员,参与多种生命活动以及内分泌与代谢等多种生理过程,同时与糖尿病、心脏病、肿瘤、免疫疾病等重要疾病的发生、发展及治疗密切相关[22]。Yu等[18]研究发现,血清溶血磷脂酸(LPA)和鞘氨醇磷酸酯(S1P)能够通过G12/13偶联受体抑制激酶LATS1/2的活性,从而促进YAP和TAZ的转录共激活作用;此外,胰高血糖素或肾上腺素激活的Gs偶联受体能促进激酶LATS1/2活化,从而抑制YAP和TAZ的功能。这表明Hippo信号通路会受到G蛋白偶联受体信号的调控。Borchers等[23]研究发现,Gαq缺陷小鼠经过抗原刺激后表现出嗜酸性细胞在肺部的募集缺陷,这说明Gαq可能与细胞迁移途中的粒细胞GM-CFS生成抑制有关。Misra等[24]研究发现,Gαq对B细胞发育过程中的选择分化和其自身依赖的自身免疫反应都具有显著的调控作用,在外周免疫系统中Gαq通过调控T1 B细胞数量进一步调控边缘B细胞前体细胞的分化,进而调控成熟的边缘B细胞和滤泡B细胞的分化。然而,Gαq在这些细胞中功能作用是否依赖于Hippo信号通路还有待于进一步研究。

3 核心激酶级联反应复合物对免疫细胞功能调控

激酶MST1/2、LATS1/2、NDR1/2和构架蛋白SAV1、MOB1等构成哺乳动物Hippo信号通路激酶级联反应的的核心,它们之间通过特定的保守结构(SARAH结构域、WW结构域、PPXY或PPXF基序或磷酸化位点)相互作用并形成复合物,进而调控下游效应因子。MST1或MST2在小鼠全身性单独敲除都不会引发组织过度生长和肿瘤的发生,而在双敲除时则在早期胚胎致死[25]。MST1和MST2激酶在胸腺、脾脏和淋巴系统中大量表达,在小鼠的造血细胞中条件性敲除Mst1/2基因,导致小鼠严重的免疫缺陷,机体易受病原体感染并伴随着严重自身免疫疾病[26-28]。2012年,法国与德国研究人员分别报道了一类由于Mst1基因功能缺失突变造成的人类家族遗传性的免疫缺陷综合征,患者以淋巴细胞和嗜中性粒细胞减少为主要特征,极易发生多种病原体感染,例如多发性细菌或病毒感染、黏膜与皮肤的念珠菌感染、皮肤出现化脓性肉芽或脓肿,并且伴随各类自身免疫性疾病等症状[29-30]。这些研究都表明,MST1/2激酶在天然免疫和获得性免疫系统中都发挥着重要的调控作用。

与野生型小鼠相比,MST1缺失的小鼠表现出粒细胞减少、T细胞和B细胞数目总量下降、脾脏中皮质和髓质的界限不明和外周血中初始T细胞(CD62LhiCD44lo)的数量也明显降低,而在肝脏或肺中的效应和记忆T细胞(CD62LloCD44hi)的比例则明显升高。这个现象表明MST1对于维持T细胞稳态是十分重要的[27-28]。与MST1缺失小鼠相比较,全身敲除MST2的小鼠并没有出现淋巴细胞数量的明显变化。然而,在全身性敲除MST1的基础上再特异性敲除造血干细胞中MST2则会进一步降低T细胞数量[26],而且这种由Mst1/2同时敲除造成的免疫细胞缺陷表型也只有在回补野生型MST1,而非激酶失活型MST1,才能得以恢复[26]。这些结果表明,在淋巴细胞中MST2可能代偿MST1的功能,MST1/2的激酶活性在淋巴细胞稳态调控中起决定性作用。在MST1缺失小鼠中,初始T细胞能够积极响应TCR激活诱导的增殖和凋亡,而在T细胞中回补MST1可以下调效应T细胞和记忆T细胞的数量,因此,MST1在未分化T细胞中可能是决定其是否活化的重要检查关卡分子[27]。在T细胞中敲除MST1几乎不会影响LATS1/2的C末端磷酸化和自身磷酸化,也不会影响YAP的磷酸化,但是MST1/2下游的MOB1磷酸化几乎完全消失,该结果预示着MST1可能通过调控MOB1的激活发挥着诱导未分化T细胞增殖的作用[27]。MST1/2的缺失并不影响胸腺中T细胞的发育,只是发现在MST1/2缺失后胸腺的尺寸有略微变小的现象,这可能是由于处于双阳性期的细胞MST1/2激酶的表达量过低而造成的[26]

MST1或MST1/2同时缺失的T细胞表现出黏附功能、归巢功能和迁移功能的缺陷[26, 28, 31]。在MST1/2敲除小鼠中,胸腺细胞向外周免疫器官的迁出受阻,导致未分化T细胞在胸腺内的堆积,外周血中未分化T细胞数量显著降低。这些小鼠外周B细胞数量也有明显缺陷,尤其是脾脏边缘区B细胞数量显著减少、黏附和迁移性都受到很大影响[26-28]。在趋化因子或TCR的刺激下,整合素LFA-1可以在极化的细胞前缘成簇并通过胞浆区的αL链与RAPL分子相互作用,通过胞内信号依赖的方式促进细胞的迁移。多项研究表明,MST1/2通过Rap1-PALP-Mst1信号通路参与了LFA-1介导的T细胞运动和迁移[31-34]。此外,Rab13也参与了MST1调控淋巴细胞极化和迁移的过程,与RAPL或者MST1缺陷小鼠类似,Rab13缺陷小鼠也存在着淋巴细胞迁移缺陷[34]。在趋化因子的刺激下,MST1通过促进磷酸化DENND1C,Rab13的鸟苷酸交换因子(GEF),来激活Rab13,并与活化的Rab13形成复合物,促进LFA-1运输到淋巴细胞前缘。与此同时,MST1通过加强VASP的磷酸化进而促进F-actin的多聚化,而VASP分子的活化对于Rab13依赖的LFA-1囊泡运输至关重要[35]。此外,也有研究表明MST1可以和RIAM、Kindlin-3及Talin一起与LFA-1的α链和β链相互作用,协同CCR7激活LFA-1来调控T细胞的黏附和迁移[36]。在胸腺细胞中表达大量的用于维持小G蛋白Rac1/2活性的GEFs,例如DOCk8等。本课题组早期的研究也发现,在MST1/2缺失的单阳性(SP)胸腺细胞中,趋化因子诱导活化的小G蛋白家族的RhoA和Rac的激活以及细胞骨架蛋白极化都受到明显抑制[26]。MST1及MST2可以通过磷酸化激活MOB1,继而活化DOCK8促进Rac1的激活,来调节肌动蛋白多聚化和T细胞迁移,因此,MST1/2介导的Rac1活化可能是调控胸腺内T细胞向外周免疫器官迁出的决定性因素[26]

多个研究报道,MST1/2在T细胞亚群,如各类辅助性T细胞(Th)和调节性T细胞(Treg)的分化发育中发挥重要的调控作用。Du等[37]的研究表明,MST1激酶通过直接磷酸化转录因子Foxo1/3增强其的稳定性,或通过磷酸化Akt间接增强Foxo1/3的稳定性,从而促进转录因子Foxp3表达和Treg发育。该课题组的后续研究还发现MST1可以通过抑制Sirt1的活性来增强Foxp3的乙酰化水平,从而直接提高Foxp3的稳定性和其转录活性[38]。MST1/2也可以调控Treg细胞的免疫抑制活性,MST1缺失的Treg细胞无法阻断或缓解小鼠中实验性肠炎的发生以及体外抗原或TCR引发的T细胞的增殖。也有研究表明,MST1缺失的Treg细胞与抗原递呈树突状细胞(DC)相互连接不足,无法下调DC上共激活分子如CD86分子,最终导致Treg的接触抑制功能受损[39]。本课题组的最新研究发现,MST1/2缺失小鼠可能是通过下游的共转录激活因子TAZ来协同调控Th17和Treg的发育分化[40]。此外,也有研究表明DC细胞中的MST1也可以间接影响Th17细胞的分化和功能。MST1缺失的DC细胞中,P38活性增强而导致DC的IL-6表达量升高,也可以显著增强其目标T细胞IL-6Rα和IL-6Rβ的表达和促进目标T细胞内IL-6R-p-STAT3信号通路的活化。该项研究还发现,在MST1缺失的DC细胞中同时敲除IL-6可以缓解MST1缺失的DC细胞造成的Th17分化增加表型[41]

MST1/2激酶在天然免疫系统中同样发挥着重要的功能。本课题组研究发现,TLR1/2/4受体可以激活Hippo信号通路,Mst1/2直接磷酸化和激活PKCα,从而进一步活化小G蛋白家族Rac来激活NADPH氧化酶,以及协同募集胞内线粒体靠近吞噬泡从而释放大量的活性氧(ROS),杀伤和清除吞噬泡中病原体[43]。Li等[44]也报道了在巨噬细胞中,MST1和IRAK1相互作用,磷酸化IRAK1并促进IRAK1降解,降低TLR4/9诱导的炎症因子IL-6等的表达水平和增强了TLR3/4诱导的IFN-β的表达,因此,MST1可以通过调控巨噬细胞中由TLR3/4/9介导的炎症反应,来降低或抵抗由慢性炎症引起的相关肝癌的发生。Meng等[44]则发现MST1激酶,而非MST2激酶会抑制细胞对胞浆内核苷酸的感应能力,其中,MST1可以与转录因子IRF3相结合并磷酸化其第75和253位点的苏氨酸,致使IRF3丧失其DNA结合和同源双聚化的能力;另外通过抑制由RNA病毒诱导的TBK1激酶的活化,也可进一步抑制IRF3的功能,因此MST1可以双方面实现对细胞抗病毒信号通路的负调控。此外,在结核杆菌感染过程中,TLR2通过IRAK1/4信号通路激活MST1/2,从而调控趋化因子CXCL1和CXCL2的表达。其中结核杆菌激活的IRAK1和IRAK4可以直接和MST1/2相互作用,而活化的MST1通过其非经典的下游效应分子IRF3来调控CXCL1和CXCL2的表达,整个过程不依赖于LATS1的活性[45]

NDR蛋白激酶家族是蛋白激酶AGC家族的一个亚家族,属于进化上高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员,目前发现的人类NDR激酶家族包括NDR1 (又称STK38)、NDR2 (又称STK38L)、LATS1和LATS2四个成员。NDR蛋白激酶表达较为广泛,其主要通过激酶活性来调节细胞的功能和参与细胞增殖与分化[46]。Tang等[47]发现NDR1/2的缺失也会引发发育成熟的Naive T细胞在外周淋巴组织中的数量明显减少,而堆积在胸腺中无法迁出的表型,这与MST1在胸腺细胞中缺失的表型一致,也进一步证明了Hippo信号通路核心激酶MST1/2和NDR在调节T细胞迁移中的重要作用。NDR1在调节天然免疫应答中也起着重要的作用,Wen等[48]发现当NDR1敲除后,由TLR9受体介导的NFκB-MAPK信号通路活化增强,进一步的研究发现NDR1能够参与该信号通路关键激酶MEKK2的降解,进而减弱该信号通路的激活和相应细胞因子的产生。Devroe等[49]研究发现NDR1和NDR2在发生人类免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)感染时,会被HIV-1蛋白酶在439位缬氨酸-苯丙氨酸(Val-Phe)位点进行切割,从而改变NDR2的亚细胞定位并且抑制了激酶活性,暗示NDR激酶可能参与了HIV-1在宿主细胞内的侵染和复制过程。Cornils等[50]发现当用凋亡刺激物刺激胸腺细胞时,NDR1被大量活化,进一步发现NDR1敲除鼠在致癌物诱导下更易发生外周T细胞淋巴瘤,表明NDR1在调节T细胞稳态中扮演了重要的角色。LATS1和LATS2在免疫系统中的功能鲜有报道,最近Moroishi等[51]研究发现,在黑色素瘤细胞中敲除LATS1/2后接种于小鼠身上,与未敲除LATS1/2的肿瘤细胞相比较,LATS1/2缺失的肿瘤细胞不仅不会长的更大或更快,反而成瘤性显著减弱,甚至肿瘤完全消失。这一功能是因为LATS1/2可以抑制肿瘤细胞分泌外泌体,减少TLR/Myd88依赖的I型干扰素的分泌,而后者对于激发T细胞抗肿瘤免疫反应至关重要。LATS1/2敲除能够诱导更多含核酸外泌体的释放,刺激机体的天然免疫防御机制活化,增强抗肿瘤免疫应答,进而使肿瘤的免疫逃逸机制失效。因此,一直以来被认为是肿瘤抑制因子的LATS1/2却在体内通过抑制肿瘤免疫来加剧肿瘤的生长[51]。该成果暗示了Hippo信号通路在肿瘤发生发展中和调节肿瘤免疫方面可能都发挥着重要的作用,在针对Hippo信号通路成员的靶向药物设计和运用时,要多方位考虑其在肿瘤生长调控和肿瘤免疫调节中的综合效应。

4 下游转录共激活效应因子对免疫细胞功能调控

YAP/TAZ是Hippo信号通路下游主要的转录共激活因子,序列分析显示它们属于同源蛋白,都包含了WW结构域、14-3-3结合域、卷曲螺旋结构以及C末端的PDZ结合域,这些基序(motif)与结构对它们的转录共激活功能有着十分重要的作用。YAP是一种原癌蛋白,具有强烈促进细胞增殖的作用,Morin-Kensicki等[52]发现全身敲除YAP的小鼠在胚胎期8.5 d时就已经死亡,主要表现为卵黄囊血管缺陷、绒毛膜尿囊融合缺陷和体轴伸长缺陷等;而全身性敲除TAZ的小鼠可以存活,但部分小鼠有发生肺病或肾病的倾向[53]。在生理条件下,YAP/TAZ能与多种转录因子相互作用,增强或抑制它们的DNA转录活性,其中TEAD是YAP/TAZ的主要转录因子,主要行使促进细胞增殖的功能[54-55]

本课题组最近的研究发现,用KLH处理野生型和T细胞特异性TAZ敲除小鼠,分析其淋巴结中多种T细胞亚型的组成比例时发现,在T细胞TAZ敲除鼠中,Th17细胞比例明显下降,而Treg细胞比例则明显升高[40]。更重要的是,通过分析类风湿性关节炎和干燥综合征患者的外周血记忆性T细胞后发现,TAZ与Th17细胞的核心转录因子RORγt的表达呈正相关。进一步研究发现,诱导Th17细胞分化的两大信号IL-6和TGF-β下游的转录因子Smad3和STAT3能协同促进TAZ基因的转录和表达,因此在小鼠或人的CD4+初始T细胞分化为促进炎症的Th17效应细胞过程中,TAZ表达都显著上调。利用超高分辨率显微镜观察和生化手段验证后发现,多聚化的TAZ能够同时与RORγt和Foxp3形成复合物,TAZ能够促进RORγt转录活性但抑制Foxp3的功能,从而促进TH17细胞的分化和减弱Treg细胞的产生。此外,在初始T细胞分化为Treg细胞时,TEAD1的表达量明显上升,并且与RORγt、Foxp3或TEAD1相比,TAZ与TEAD1具有更高的亲和力,从而阻断了TAZ与RORγt或Foxp3的相互作用,继而增强了初始T细胞分化为Treg细胞的能力。进一步通过小鼠模型和细胞体外分化发现,当缺失TAZ或过表达TEAD1后,可以大幅提高初始T细胞分化为Treg细胞的能力,然而在初始T细胞中过表达TAZ,特别是突变与TEAD1作用位点的TAZ突变体后,能显著增强其分化为Th17细胞的能力[40]。因此,对于TAZ在调控获得免疫T细胞中功能的研究,可能为早期诊断和治疗慢性炎症性疾病及自身免疫性疾病等提供可能的分子标记物和治疗靶向[40]

对于Hippo通路下游另一重要的转录共激活因子YAP的研究,目前主要集中于其在天然抗病毒免疫中的作用。最近,Wang等[56]研究报道发现,YAP能够负调控机体的抗病毒免疫反应,敲除YAP能够增强机体的天然免疫能力,减少体内病毒载量和发病率。YAP主要是通过抑制转录因子IRF3的二聚化,从而阻断了IRF3在病毒感染后进入细胞核的过程。此外,该研究还发现YAP独立于Hippo和LATS1/2调控的新机制,即病毒活化的IKKε能促进YAP的Ser403位点磷酸化,引发溶酶体中YAP降解,使得YAP介导的抑制细胞抗病毒效应减弱[56]。2017年,Zhang等[57]则报道了YAP/TAZ可以通过抑制TBK1的激活,负调控胞质中病毒核酸感知和细胞的抗病毒反应,而这种作用是不依赖于YAP/TAZ的转录调控。当YAP/TAZ与TBK1相互作用时,抑制后者K63的泛素化及其与接头分子(STING和MAVS)和底物(IRF3)的相互作用。敲低或敲除YAP/TAZ可以缓解TBK1的抑制,而LATS1/2激酶可以抑制YAP-IKKε之间的相互作用,也可减轻YAP对TBK1的抑制,增强TBK1的抗病毒活性[57]。然而,该课题组之前发表的工作则表明MST1激酶可以通过抑制IRF3的功能,实现对细胞抗病毒信号通路的负调控[44]。因此,在抗病毒防御中,MST1和LATS1/2以及该通路下游的YAP/TAZ是否在不同细胞或不同感染阶段发挥不同的作用还有待于进一步研究。总之,这些工作都表明,非经典的Hippo信号通路可通过YAP/TAZ将信号整合到TBK1/IKKe/IRF3复合物上,Hippo成员的水平和活性可以调控宿主的抗病毒反应强度,因此,Hippo的一些成员可以做为抗病毒药物靶点。

此外,肿瘤细胞中表达的YAP/TEADs在肿瘤免疫逃逸的过程中发挥着重要的作用。在前列腺癌细胞中,高表达YAP与TEAD,或提高它们的转录活性都会导致CXCL5表达上调,诱导髓源抑制性细胞(MDSDs)浸润癌组织,从而抑制了免疫系统对肿瘤细胞的杀伤,促进了前列腺癌细胞的免疫逃逸[58]。Murakami等[59]则发现,在胰腺导管癌细胞中,YAP同样能够分泌多种细胞因子和趋化因子,促进MDSDs浸润和免疫抑制作用,当在胰腺组织中特异性敲除YAP或使用抗体阻断MDSCs时,能促进巨噬细胞和T细胞的再激活、Kras突变的新生癌细胞凋亡和胰腺再生,该研究表明阻断YAP在癌细胞中的功能也可能实现对免疫应答系统的重编程。

5 结语

近年来,大量的研究表明,Hippo信号通路各成员在免疫系统或免疫细胞的发育、增殖、迁移和分化过程中发挥着重要的作用,并且与肿瘤的生成过程密切相关。研究显示,Hippo信号通路中的关键激酶MST1/2、NDR1/2及其下游的TAZ和YAP在免疫系统中的功能被研究得最为广泛,它们参与调控了T细胞、B细胞的增殖和迁移,Naive T细胞的分化以及对巨噬细胞抗菌、抗病毒功能的调控等。这样不仅一定程度地阐明了由Mst1缺陷介导的自身免疫病的致病机理,还为人Mst基因缺陷自身免病的治疗提供了新策略。此外,作为肿瘤抑制性信号通路,Hippo信号在特定条件下也可以参与肿瘤免疫逃逸过程,为肿瘤免疫治疗打开一个全新领域,拓展抗肿瘤研究的思路。同时,也提示人们在靶向药物研究过程中,针对免疫或肿瘤相关疾病的治疗中要综合考虑这些靶向分子在信号通路中和整体生物学功能中的网络调控作用,以扬长避短最大限度地有利于疾病的治疗。

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