YAP/TAZ对发育和肿瘤的调控及其功能的研究进展

Hippo通路是一种在进化中形成的保守的蛋白激酶级联通路,它与发育中器官的大小和肿瘤的形成有关。Hippo通路的中枢是从肿瘤抑制子Hippo到原癌蛋白YAP/TAZ的激酶级联反应。YAP/TAZ是Hippo通路下游的主要的效应分子,它们广泛表达于多种组织器官中。在哺乳动物细胞中,Hippo通路激酶级联反应通过对YAP/TAZ磷酸化作用,促使其从细胞核转入细胞质中,从而抑制了YAP/TAZ的功能作用。TEAD家族转录子被鉴定为YAP/TAZ发挥生物学功能的重要调节因子。YAP/TAZ的失调引起的相关的基因的表达改变,将会影响细胞的增殖,分化,以及凋亡,从而会影响器官的大小以及肿瘤的形成。本文综述Hippo通路的最新进展,重点关注的是该通路中的YAP/TAZ调控的缺失对发育缺陷和肿瘤的影响。这将为我们研究再生医学,组织工程技术,肿瘤的干预防治提供新的思路与策略。     

Hippo通路在神经发育和神经系统疾病中的功能

Hippo通路是一个调控组织器官大小、细胞增殖、分化和凋亡的高度保守的信号通路.我们研究了氧化压力条件下Hippo通路在神经细胞中的作用,并发现哺乳动物STE20样的丝-苏氨酸蛋白激酶(MST1)可参与氧化应激诱导的神经细胞凋亡,其上游受非受体酪氨酸激酶c-Abl的调控.近期,我们研究发现MST1参与脑缺血引起的神经炎症,还发现Yes相关蛋白1(YAP)参与神经干细胞的自我更新.本文将介绍Hippo通路在中枢神经系统疾病和神经发育中的作用和机制研究的相关进展.     

综述: Hippo通路在神经发育和神经系统疾病中的功能

Hippo通路是一个调控组织器官大小、细胞增殖、分化和凋亡的高度保守的信号通路.我们研究了氧化压力条件下Hippo通路在神经细胞中的作用,并发现哺乳动物STE20样的丝-苏氨酸蛋白激酶(MST1)可参与氧化应激诱导的神经细胞凋亡,其上游受非受体酪氨酸激酶c-Abl的调控.近期,我们研究发现MST1参与脑缺血引起的神经炎症,还发现Yes相关蛋白1(YAP)参与神经干细胞的自我更新.本文将介绍Hippo通路在中枢神经系统疾病和神经发育中的作用和机制研究的相关进展.     

MST1/2调控先天免疫的功能和机制

Hippo信号通路通过一系列激酶级联反应,实现对细胞增殖、器官大小以及组织再生等方面的调控。其中,MST1/2是核心激酶Hippo蛋白在哺乳动物中的同源物,对于下游信号通路的激活至关重要。此外,MST1/2在细胞分化、形态和细胞骨架重排等方面也发挥重要作用。近期多项研究工作指出,MST1/2参与调控免疫T细胞的粘附、迁移、归巢和抑制性Treg细胞的成熟与功能,以及心肌细胞自噬等过程。有趣的是,这一功能是不依赖经典的Hippo信号通路的,被称为“非经典Hippo信号通路”。最新的研究结果揭示了MST1/2通过非经典Hippo信号通路调控先天免疫巨噬细胞对病原菌或病毒的免疫应答,包括巨噬细胞的吞噬、细胞因子(炎症因子、趋化因子、Ⅰ型干扰素等)和线粒体活性氧的产生,从而在机体抵抗细菌病毒感染、炎症相关癌症、动脉粥样硬化等疾病中发挥重要功能。本文对MST1/2调控先天免疫功能、相关分子机制和疾病进行了总结和讨论。     

Hippo信号通路在乳腺癌中的调控机制及作用

Hippo信号通路是调控器官大小和肿瘤发生发展的关键通路,近年来受到广泛的关注。TAZ/YAP作为哺乳动物中Hippo信号通路两个核心下游效应分子,通过Hippo信号通路依赖性和非依赖性的机制受到细胞内外信号的严密调控。除了参与正常乳腺组织发育,Hippo信号通路还在人乳腺癌细胞的增殖、分化、凋亡、迁移、侵袭、上皮-间质转化和干性维持等多个过程中起着关键性作用。本文总结了Hippo信号通路的调控机制和调节信号,阐述了Hippo信号通路异常在乳腺癌发生发展中的作用,并讨论了其在乳腺癌中作为治疗靶点的临床策略。     

Hippo/YAP和Wnt/β-catenin通路的对话

Hippo/YAP通路和Wnt/β-catenin通路是在细胞的生长分化、组织器官形成以及成体干细胞的维持等方面都起着重要作用的两条信号通路。在哺乳动物细胞中,Wnt/β-catenin通路通过一系列胞质蛋白的相互作用,使β-catenin蛋白在胞质内累积,进而入核传递生长刺激信号。Hippo/YAP通路通过激酶级联反应磷酸化YAP/TAZ,使其滞留在细胞质中,抑制了YAP/TAZ的转录活性,从而限制细胞的生长增殖,诱导细胞凋亡。这两条通路的异常调控往往会导致肿瘤的发生。近年来越来越多的研究证实,Hippo/YAP和Wnt/β-catenin在很多方面相互影响,共同参与组织生长和胚胎发育的调控。研究这两个通路在肿瘤发生过程中的转导和调控以及它们相互作用的机制,有助于为肿瘤的防治提供新的思路与策略。文章对这两条通路的协同作用及其分子机制进行了综述。     

Hippo信号通路在肺发育、再生和疾病中的功能

哺乳动物肺对于血液与外部环境之间的气体交换至关重要。而肺相关的疾病是现代人死亡的主要原因之一。肺的发育、再生和相关疾病的研究对临床治疗具有重要的指导作用。研究发现,Hippo信号通路参与细胞增殖与分化的调控、器官大小的控制,以及机械力的感应和传递。Hippo信号通路中的核心转录调控分子YAP/TAZ在肺部的多种细胞中均有表达,其表达及定位的变化在肺发育与再生中发挥着重要的调控作用。本文主要介绍了Hippo信号通路在肺生长发育中的功能及其与肺纤维化、肺癌的关系,并从肺泡力学和肺泡相关免疫两个角度对Hippo信号通路潜在的功能进行了展望。     

Hippo信号通路生物学作用研究进展

Hippo信号通路是20世纪末在黑腹果蝇中进行基因筛选时发现的,该通路受各种生化、物理和结构信号的影响,调控细胞生长、分化,组织和器官发育以及内环境稳态等基本生物学过程。研究表明Hippo信号通路失调会引起一系列疾病的发生。本文阐述了目前Hippo信号通路在胚胎发育、器官和组织稳态调节、肿瘤的发生发展和细胞自噬等一系列生物学过程以及靶向治疗中的研究进展,其中Hippo信号通路通过细胞自噬来维持机体细胞内环境稳态成为新的研究热点。对该通路的功能和调控机制的深入研究也为组织器官修复再生医学及癌症治疗提供参考。     

Mst1 and Mst2 kinases: regulations and diseases

The Hippo signaling pathway has emerged as a critical regulator for organ size control. The serine/threonine protein kinases Mst1 and Mst2, mammalian homologs of the Hippo kinase from Drosophila, play the central roles in the Hippo pathway controlling the cell proliferation, differentiation, and apoptosis during development. Mst1/2 can be activated by cellular stressors and the activation of Mst1/2 might enforce a feedback stimulation system to regulate oxidant levels through several mechanisms, in which regulation of cellular redox state might represent a tumor suppressor function of Mst1/2. As in Drosophila, murine Mst1/Mst2, in a redundant manner, negatively regulate the Yorkie ortholog YAP in multiple organs, although considerable diversification in the pathway composition and regulation is observed in some of them. Generally, loss of both Mst1 and Mst2 results in hyperproliferation and tumorigenesis that can be largely negated by the reduction or elimination of YAP. The Hippo pathway integrates with other signaling pathways e.g. Wnt and Notch pathways and coordinates with them to impact on the tumor pathogenesis and development. Furthermore, Mst1/2 kinases also act as an important regulator in immune cell activation, adhesion, migration, growth, and apoptosis. This review will focus on the recent updates on those aspects for the roles of Mst1/2 kinases.     

Hippo信号通路结构生物学研究进展

生物体内存在多种信号转导通路参与发育调控和组织稳态维持等重要过程,其信号异常与多种疾病特别是癌症的发生和发展密切相关。进化上高度保守的Hippo信号通路在个体发育和稳态平衡中发挥极为关键的作用。Hippo信号通路主要通过一系列相关激酶的相互作用和级联磷酸化来传递信号,能抑制细胞增殖并促进凋亡,在很多组织器官中控制细胞数量和器官大小。Hippo信号通路在一系列恶性肿瘤中出现显著异常,被认为是癌症治疗和再生医学的重要靶标。目前,Hippo信号通路中大部分关键组分已经确定,而其具体信号调控机制及功能正在完善之中。本文总结了目前已知的Hippo信号通路各蛋白成员的结构信息,重点从结构生物学角度对其信号的转导与调控机制进行分析,并对已有的Hippo信号通路靶向小分子及多肽抑制剂进行梳理,以期深化人们对该通路关键蛋白质机器的理解,并进一步促进相关的功能研究和潜在的治疗干预研发。     

Hippo信号通路在果蝇遗传学研究中的发现与扩展

Hippo信号通路的发现是利用果蝇遗传学研究重大生物学问题的又一里程碑式的贡献。大量研究表明,Hippo信号通路像早期发现的其他信号通路一样,也在众多的生理与病理过程中扮演着关键角色,如控制器官尺寸和癌症发生。迄今为止,Hippo信号通路的研究过程主要经历了3个阶段：第一,Hippo信号通路的遗传学发现及其核心因子的筛选与鉴定;第二,Hippo信号通路的调控机制研究;第三,Hippo信号通路的多样性生理学功能。现阶段正是研究Hippo信号通路的上游调控和各种功能的阶段,如细胞骨架、机械张力、营养的调控,功能涉及细胞增殖调控、干细胞生物学和免疫等方面。本文按时间顺序综述了在果蝇遗传学研究中Hippo信号通路的发现与扩展过程,并对未来的研究方向进行了展望。     

Regulators of mammalian Hippo pathway in cancer

Hippo pathway, originally discovered in Drosophila, is responsible for organ size control. The pathway is conserved in mammals and has a significant role in restraining cancer development. Regulating the Hippo pathway thus represents a potential therapeutic approach to treat cancer, which however requires deep understanding of the targeted pathway. Despite our limited knowledge on the pathway, there are increasing discoveries of new molecules that regulate and modulate the Hippo downstream signaling particularly in various solid malignancies, from extracellular stimuli or via pathway crosstalk. Herein, we discuss the roles of newly identified and key regulators that connect with core components (MST1/2, LATS1/2, SAV1, and MOB1) and downstream effector (YAP) in the Hippo pathway having an important role in cancer development and progression. Understanding of the mammalian Hippo pathway regulation may shed new insights to allow us selecting the right oncogenic targets and designing effective drugs for cancer treatments.     

Human NDR kinases control G(1)/S cell cycle transition by directly regulating p21 stability

The G(1) phase of the cell cycle is an important integrator of internal and external cues, allowing a cell to decide whether to proliferate, differentiate, or die. Multiple protein kinases, among them the cyclin-dependent kinases (Cdks), control G(1)-phase progression and S-phase entry. With the regulation of apoptosis, centrosome duplication, and mitotic chromosome alignment downstream of the HIPPO pathway components MST1 and MST2, mammalian NDR kinases have been implicated to function in cell cycle-dependent processes. Although they are well characterized in terms of biochemical regulation and upstream signaling pathways, signaling mechanisms downstream of mammalian NDR kinases remain largely unknown. We identify here a role for human NDR in regulating the G(1)/S transition. In G(1) phase, NDR kinases are activated by a third MST kinase (MST3). Significantly, interfering with NDR and MST3 kinase expression results in G(1) arrest and subsequent proliferation defects. Furthermore, we describe the first downstream signaling mechanisms by which NDR kinases regulate cell cycle progression. Our findings suggest that NDR kinases control protein stability of the cyclin-Cdk inhibitor protein p21 by direct phosphorylation. These findings establish a novel MST3-NDR-p21 axis as an important regulator of G(1)/S progression of mammalian cells.