JCILats12基因敲除诱发肾细胞癌 [复制链接]

曹心怡责编

宋艳东Hippo/Warts(Mst/Lats)通路是调节胚胎发育过程中器官大小和组织生长的主要信号通路之一[1]。激酶Mst1、Mst2和Sav1形成复合体，通过磷酸化激活Lats1和Lats2发挥作用。同时Lats1/2激酶反过来可磷酸化Yap和Taz，抑制其转录活性。该通路成员的突变会导致小鼠各种器官的肿瘤发生，而在各种人类癌症中常有Hippo/Warts通路相关基因的突变和异常表达，包括肝脏、结肠、前列腺、卵巢和乳房。在透明细胞肾细胞癌（ccRCC）中发现多个Lats2和NF2截断突变。膀胱癌患者中YAP基因的表达水平明显增加。然而，尚无直接证据表明Hippo/Warts通路激活可以直接诱导肿瘤发生。来自德克萨斯大学西南医学中心的ThomasJ.Carroll教授及团队构建肾组织特异的敲除小鼠证明Hippo/Warts通路异常激活可直接导致肾细胞癌变，研究成果“DeletionofLats1/2inadultkidneyepithelialeadstorenalcellcarcinoma”于年6月1日发表在国际知名期刊JCI。为了探究Lats1和Lats2的成瘤效果，研究人员构建肾组织特异敲除小鼠（KspCreERT2RosaYFPLats1fl/flLats2fl/fl），发现小鼠肾组织出现肉瘤样特征的分裂细胞，并出现泌尿道上皮肿瘤和肺组织转移病灶（图1）。图1肾组织特异敲除Lats1和Lats2诱发肾组织细胞癌变由于RCC主要起源于近端小管，因此作者重新构建了近端小管特异敲除小鼠（Slc34a1CreERT2Lats1/2fl/fl）。大剂量诱导4个月后，通过对HE染色切片进行病理分析发现，Slc34a1CreERT2Lats1/2fl/fl小鼠出现大的肉瘤样肿瘤，并且这些小鼠肺部位也出现了肉瘤形态的转移病灶（图2）。以上研究结果表明，肾脏内不同上皮细胞类型Lats1/2的消融足以快速诱导具有肉瘤特征的转移性肾肿瘤的形成，发生率接近%。图2近端小管细胞特异敲除Lats1和Lats2诱发细胞癌变虽然Lats1和Lats2已被证明是Yap/Taz活性的关键调控因素，为了进一步确定Yap/Taz在Lats1/2突变体中的作用，研究人员首先检查了Yap磷酸化状态及其在Lats1/2突变体肾肿瘤和肺转移病灶中的定位。结果表明，Lats1/2缺失小鼠细胞Yap磷酸化水平明显降低。早在诱导后第7天，在细胞转化表型出现之前，即可观察到Yap靶基因Sm22a在Lats1/2突变上皮细胞的异常表达（图3）。图3Yap在Lats1/2突变体中的异常活化为了确定Yap和Taz活性是否是肿瘤形成所必需的，研究人员将Yap和Taz的条件失活等位基因培育到KspCreERT2Lats1/2突变体背景中。在诱导后的第7天，Lats1/2突变肾脏在皮质和髓质中显示出多处病变。这些观察结果表明Yap和Taz是转化Lats1/2突变细胞所必需的（图4）。图4Yap和Taz是Lats1/2突变体癌变的下游效应分子通过对Slc34a1CreERT2Lats1/2突变肾肿瘤和肺转移瘤中分离的突变细胞进行RNA测序，研究人员发现上皮间质转化(EMT)、炎症反应和IL-6/JAK/STAT3信号传导途径在突变小鼠中富集。Lats1/2突变细胞失去了E-钙粘蛋白的表达并获得了间充质标记波形蛋白的表达。突变细胞显示基底外侧层粘连蛋白的表达大大降低，以及非典型蛋白激酶C（aPKC）的顶端定位缺失。这些发现，连同上述Yap磷酸化状态和亚细胞定位数据表明，激活的Yap有助于肿瘤发生，并且Lats1/2突变细胞在肿瘤形成前几周快速进入EMT（图5）。图5Lats突变体的表型分析最后，作者用Yap的抑制剂处理突变体小鼠，发现维替泊芬处理的Lats1/2突变小鼠的转化细胞显着减少，尤其是在肾脏的皮质区域。维替泊芬治疗的动物上皮和管间Sm22a减少（图6）。这些结果表明Yap抑制剂可能具有作为RCC治疗剂的潜力。图6Yap抑制部分缓解Lats1/2突变体癌变表型该研究通过构建一系列Hippo/Warts通路成员的敲除小鼠，证明Lats1/2通过下游效应分子Yap控制细胞的癌变过程，是转移性肾癌基因工程模型的第一个例子，为肉瘤样肾细胞癌（sRCC）的治疗提供新的靶点。

参考文献：

[1]YuFX,GuanKL.TheHippopathway:regulatorsandregulations.GenesDev.;27(4):–.