浙大张龙组揭示不依赖Hippo信号直接激活YAP／TAZ的分子机制

　　转录调节因子 YAP/TAZ在肿瘤的转移和恶化中有着重要的作用。在恶性肿瘤中YAP/TAZ显示出很强的激活，YAP/TAZ的激活可以诱导肿瘤干细胞特性的产生【1】，促进肿瘤的生存和转移，增强耐药性【2】，但在乳腺癌的临床病人样本中，并没有发现类似肝癌和髓母细胞瘤中YAP基因的扩增，TAZ基因的扩增也相对很少【3，4】。相反，Hippo信号的组分在上述肿瘤中很少发生突变，那么是什么原因导致恶性肿瘤YAP/TAZ的高表达和激活呢？

　　2018年11月21日，浙江大学生命科学研究院张龙课题组在Molecular Cell发表题为OTUB2 promotes cancer metastasis via Hippo-independent activation of YAP and TAZ 的研究论文，揭示了去泛素化酶OTUB2不依赖于Hippo信号直接激活YAP/TAZ的分子机制，解释了恶性肿瘤中YAP/TAZ蛋白高度积累的原因。

　　在这项研究中，张龙研究团队在乳腺癌转移过程中发现OTUB2是一个潜在的促进乳腺癌转移的因素。实验证明OTUB2主要通过促进乳腺癌干细胞的产生来增强肿瘤的转移。OTUB2高表达的乳腺癌病人倾向于较差的生存预期；基因富集分析发现，OTUB2与抑癌基因p53/PTEN/BRCA等失活和原癌基因KRAS的激活等特征相关。

　　为了探究OTUB2促进癌症转移的分子机制，研究人员综合利用RNA-seq转录组和串联质谱蛋白组等方法证实OTUB2激活了YAP/TAZ信号通路；OTUB2可以去除YAP/TAZ的多聚泛素化链从而稳定YAP/TAZ且OTUB2对YAP/TAZ的稳定作用不依赖于上游Hippo的失活。非常有意思的是，从原核细胞中纯化的OTUB2并不能在体外直接去除OTUB2的泛素化；免疫共沉淀与YAP/TAZ相互作用的去泛素化酶时也并未发现很强的结合蛋白；这这些结果提示OTUB2对YAP/TAZ的调控活性可能受到其本身蛋白翻译后修饰的调控或触发。

　　进一步研究发现，OTUB2的赖氨酸233位会被多聚SUMO化修饰且SUMO化修饰对于OTUB2调控 YAP/TAZ是必需的。当SUMO化位点发生失活性突变后，OTUB2既不能与YAP/TAZ发生相互作用，也不能去除YAP /TAZ的泛素化。相反，模拟SUMO化修饰的OTUB2则显示出更强的针对YAP/TAZ的去泛素化能力。SUMO化修饰经常通过 SUMO:SIM（SUMO-interacting motif）相互作用进一步调控底物蛋白的功能。

OTUB2调控YAP/TAZ活性促进肿瘤恶化和转移的工作示意图

　　该研究发现，YAP和TAZ上都存在进化上（从果蝇到人）高度保守的SIM基序，介导了YAP/TAZ与多聚SUMO化的OTUB2相互结合。在一系列促肿瘤转移的因子中，研究人员发现EGF（epidermal growth factor ，表皮生长因子）会增强OTUB2的SUMO化并进一步发现其其下游KRAS的激活可以强烈地促进OTUB2的SUMO化从而稳定YAP/TAZ的蛋白水平。

　　尽管KRAS、HRAS和N-RAS的突变在乳腺癌中相对罕见，但RAS信号通路的在50%的乳腺癌中高度活化，被认为是肿瘤复发的主要原因【5】。因此，该研究不仅揭示了去泛素化酶 OTUB2激活YAP/TAZ、逃脱Hippo控制并促进癌症转移的分子机制，也首次将YAP/TAZ激活的信号网络纳入为EGF/RAS的下游。EGF受体信号传导中的激活突变经常在人类癌症中发现，突变体EGFR作为癌症治疗的有效靶标。基于该项研究，RAS或EGFR产生的致癌信号可能部分经由YAP / TAZ活化介导。此外，靶向YAP / TAZ可能是RAS突变或RAS激活的肿瘤的潜在治疗策略。

　　据悉，张龙课题组14级博士研究生张正奎为本文的第一作者，张龙教授为本文的通讯作者。

　　参考文献

　　1. Cordenonsi, M., Zanconato, F., Azzolin, L., Forcato, M., Rosato, A., Frasson, C., Inui, M., Montagner, M., Parenti, A.R., Poletti, A., et al. (2011). The Hippo transducer TAZ confers cancer stem cell-related traits on breast cancer cells. Cell 147, 759–772.

　　2. Zanconato, F., and Piccolo, S. (2016). Eradicating tumor drug resistance at its YAP-biomechanical roots. EMBO J 35, 459-461.

　　3. Fernandez, L. A. et al. (2009). YAP1 is amplified and up-regulated in hedgehog-associated medulloblastomas and mediates Sonic hedgehog-driven neural precursor proliferation. Genes & development 23, 2729-2741.

　　4. Overholtzer, M. et al. (2006). Transforming properties of YAP, a candidate oncogene on the chromosome 11q22 amplicon.Proc Natl Acad Sci U S A 103, 12405-12410.

　　5. von Lintig, F.C., Dreilinger, A.D., Varki, N.M., Wallace, A.M., Casteel, D.E., and Boss, G.R. (2000). Ras activation in human breast cancer. Breast Cancer Res Treat 62, 51-62.