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。     

哺乳动物Hippo信号通路:肿瘤治疗的新标靶

Hippo信号通路是首次在果蝇中发现具有调节细胞增殖与凋亡作用的信号通路。最近发现果蝇Hippo信号通路的组成、分子作用机制和生物学功能在进化过程中高度保守。Hippo信号通路在胚胎发育中对细胞的生长分化、组织器官形成以及成体干细胞的维持和自稳态的保持等方面具有重要作用。同时,Hippo信号通路与Wnt信号通路、Notch信号通路等相互作用、密切联系,在肿瘤的发生、发展过程中也起到关键作用。文章综述了哺乳动物Hippo信号通路的作用机理、与其他信号通路和蛋白质因子的相互联系及与肿瘤的关系,对于肿瘤的诊断、预防和治疗具有一定的参考价值。     

Hippo信号通路与肝脏稳态调控及疾病发生

肝脏是人体最重要的器官之一,乙肝等病毒性与酒精等非病毒性因素诱发的肝损伤引起肝脏功能衰竭、再生重塑障碍、肝癌等疾病是我国重大社会健康问题,因此,研究肝脏稳态的调控机制对肝病的预防和临床治疗至关重要。Hippo信号通路参与了哺乳动物多种细胞和器官的稳态调控。最近研究表明,Hippo信号通路在肝脏发育、肝细胞命运决定、肝脏再生和癌症发生发展等过程中都发挥了非常重要的作用。因此,Hippo信号通路可成为肝脏相关疾病的治疗提供了新的靶点。本文综述了Hippo信号通路与肝脏稳态调控的相关研究及最新进展,以期为研究肝脏发育和肝脏相关疾病的治疗提供新的思路和策略。     

Hippo信号调控果蝇中肠稳态维持的机制研究

Hippo信号通路是近年来发现在进化上高度保守的肿瘤抑制信号通路,能通过协调细胞增殖与凋亡来控制组织、器官发育的大小,并在干细胞的自我更新及组织稳态维持中发挥着极其重要的作用。Hippo信号通路关键成员的活性异常可以导致包括癌症在内的多种疾病的发生。因此,Hippo信号通路成员的蛋白稳定性调控是Hippo信号通路研究的重点之一。果蝇中的研究表明,Hippo信号通路上游成员Pez的蛋白稳定性受NEDD4(neural precursor cell expressed developmentally down-regulated protein 4)家族泛素连接酶Su(dx)及Kibra的共同调节,进一步的研究揭示了该调控过程的具体分子机制。该调控在维持果蝇中肠干细胞(intestinal stem cell,ISC)稳态平衡中发挥了重要作用。在哺乳动物细胞中的研究则提示该调控机制存在进化上的保守性。这些研究成果不仅加深了我们对Hippo信号通路调控果蝇肠稳态功能的认识,还为我们研究相关肿瘤发生发展的机制和发掘潜在的肿瘤治疗靶点提供了新的思路。     

Hippo信号通路相关分子参与免疫细胞功能调控的研究进展

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。     

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:器官大小与组织稳态调控器

<正>复杂机体如何控制器官大小是发育生物学最基本问题之一,其调控机制的解析也是生命科学领域长期存在的一大难题。Hippo信号通路是21世纪初利用果蝇遗传学研究发现并命名的,它可以通过调控细胞增殖、凋亡和干细胞的自我更新与分化,在器官大小决定、组织稳态维持与重塑等生命活动过程中发挥关键作用。由于Hippo信号通路在物种间高度保守,它的发现为人们研究生物个体器官发育大小及再生的调控机制提供了可能,这是利用果蝇     

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。     

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信号通路在雌性生殖系统中的研究进展

Hippo信号通路是一条存在于果蝇属和哺乳动物体内的保守且新兴的信号通路,具有复杂多变的特点。该通路由多种抑癌基因和一种原癌基因组成,与其他信号通路存在诸多交联对话。Hippo信号通路具有调控器官大小、参与调节细胞周期和凋亡及维持内环境稳定等生物学效应。近年来已有研究表明,Hippo信号通路参与雌性生殖系统发育的调控,因此,其在生殖系统发育及疾病治疗中的作用逐渐引起人们的广泛关注。该文综合论述了Hippo信号通路的生理特性及功能,着重阐述其在雌性生殖系统主要生殖器官(如卵巢、乳腺及卵泡等)中的调控机制。     

Hippo信号通路调控免疫细胞的功能

Hippo信号通路最初是在果蝇(Drosophila)中被发现的,是在进化上高度保守并能调控器官大小的信号转导通路。在哺乳动物多种组织器官中,Hippo信号通路的关键激酶MST1和MST2(果蝇Hippo激酶的同源分子)通过抑制下游的转录共激活分子YAP(果蝇中为Yorki)的活性来实现对细胞增殖和凋亡的调控。在这些组织器官中条件性敲除Mst1和Mst2或过表达Yap大都会造成细胞过度增殖或肿瘤的发生。近年来,随着研究的不断深入,Hippo信号通路不依赖于YAP的非经典功能也逐渐被发现。其中,Hippo信号通路多个成员在免疫系统中的调控功能逐渐成为该领域的研究热点,特别是在免疫细胞发育分化、机体自身免疫性疾病及应对病毒和细菌入侵等过程中所发挥的调控作用。本文重点阐述了Hippo信号通路在T淋巴细胞中发育、分化、活化和迁移等方面及在部分天然免疫细胞抗感染过程中的功能和调控。     

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信号通路调控天然免疫的研究进展

Hippo信号通路在细胞的增殖、分化以及凋亡等方面扮演着重要的角色.同时Hippo信号通路又是响应多种环境条件的效应器,如葡萄糖饥饿、细胞密度、病原体感染以及热激等.近年来的研究发现, Hippo信号通路在天然免疫中具有重要的作用.更为重要的是, Hippo信号通路在调控天然免疫过程中,存在核心蛋白相互不依赖的特征, YAP(yes-associated protein)对天然免疫的调节往往独立于上游激酶的调控.同时,在不同的组织和物种中YAP的抵抗病原体的作用也存在差异.本文从Hippo信号通路的演化、调控关系以及Hippo信号通路在抗病毒和抗细菌中的作用,阐述了Hippo信号通路与天然免疫的关系.     

自噬的调控通路和肿瘤

自噬是指胞浆内大分子物质和细胞器在膜包囊泡中大量降解的生物学过程,其具有独特的分子机制、形态改变和特有的调控通路,作为各种调控通路交汇点——mTOR复合体和Beclin1复合体发挥了至关重要的作用。对于人体而言,自噬具有维持细胞自我稳态,促进细胞生存的作用,然而,过度自噬则可以引起细胞死亡即＂自噬性细胞死亡＂。相关研究表明,自噬的这种特点与肿瘤的发生密切相关。对于肿瘤,自噬作用好似一把双刃剑,既促进其发生又抑制其形成。     

Hippo信号通路与海洋无脊椎动物天然免疫

Hippo信号通路是一条在进化上保守的丝氨酸/苏氨酸激酶级联信号通路，主要参与调控器官大小、组织再生、胚胎发育和肿瘤发生。在果蝇中，经典的Hippo信号通路主要由Hippo(Hpo)、Salvador(Sav)、Warts(Wts)、MOB as tumor suppressor (Mats)、Yorkie(Yki)和Scalloped(Sd)组成。其不仅可通过Fat(Ft)和Crumbs(Crb)等上游分子进行调控，而且还能与NF-κB途径、IFN途径、ROS途径、cGAS-STING信号通路以及Wnt信号通路发生交联，共同调控天然免疫过程。海洋无脊椎动物缺乏获得性免疫，主要依靠天然免疫抵御病原体的侵害。Hippo信号通路作为与生长发育和天然免疫密切相关的信号通路，对海洋无脊椎动物的研究中有着重要的意义。目前，对于海洋无脊椎动物Hippo信号通路所知甚少，关于其在天然免疫中的研究更是寥寥无几。开展Hippo信号通路在海洋无脊椎动物天然免疫过程中功能机制的研究，将为深入了解海洋无脊椎动物的天然免疫调控提供一种新思路。本文通过对Hippo信号通路的组成、调控机制以及其在海洋无脊椎动物天然...     

Hippo通路与肿瘤相关性研究进展

Hippo通路对控制组织器官大小以及细胞增殖、凋亡有着重要的调节作用。研究表明,Yes相关蛋白作为Hippo通路转录共激活因子,参与了肿瘤的发生发展过程,其过表达可促进细胞的恶性转化。研究Hippo通路在癌症发生发展中的作用及机制将为肿瘤的预防和治疗提供新的思路。     

力学刺激诱导细胞自噬的研究进展

自噬是细胞重要的自我保护机制,多种伤害性刺激激活的自噬具有维持细胞稳态和正常功能的作用.此外,自噬还参与调控恶性肿瘤、动脉粥样硬化等多种疾病的发生发展过程.体内细胞处于复杂的力学微环境中,力学刺激参与调控细胞自噬,如压力可诱导心肌细胞的自噬、牵张力调控运动系统多种细胞的自噬、流体剪切力可激活血管内皮细胞和肿瘤细胞的自噬.力学刺激诱导的细胞自噬依赖众多信号通路.细胞骨架作为重要的调节因子,不仅参与细胞力学信号转导,同时可参与调控细胞自噬.因此,细胞骨架与力学刺激诱导的细胞自噬密切相关.本文结合最新的研究成果,综述力学刺激对细胞自噬的影响及其分子机制,以期为研究力学刺激对细胞生物学行为的影响提供新的视角,进而为相关疾病的治疗提供新思路和分子靶点.     

植物Hippo信号通路研究进展

植物器官大小如何决定是发育生物学的基本问题之一。Hippo信号通路是动物中最重要的负调控器官大小的信号通路。近期研究表明,植物中可能也存在Hippo信号通路。本文回顾了植物中已经发现的两个Hippo信号通路的核心蛋白——Ste20/Hippo同源蛋白SIK1与MOB1/Mats同源蛋白MOB1,着重论述了SIK1和MOB1在调控植物生长发育中的作用,并对未来建立一条完整的植物Hippo信号通路进行了展望。