點評 | Hong Wanjin（洪萬進，新加坡A*STAR）
責編 | 兮
Hippo信號通路參與腫瘤發生、發展、耐藥等不同階段，是一個理想的腫瘤治療靶點【1】。近年來，開發靶向Hippo通路的腫瘤治療策略已成爲一個研究熱點，但目前尚沒有相關藥物進入臨床【2】。Hippo領域近二十年的研究主要聚焦于通路組分的鑒定及功能解析，分子機制研究則相對滯後【3】。顯然，明確Hippo通路調控機制是研發分子靶向策略的重要基礎。
Hippo通路核心部分是一個激酶級聯反應：MST1/2激酶（Hippo）— LATS1/2激酶 — YAP/TAZ轉錄共激活因子【4】。多年來，MST1/2能夠磷酸化並激活LATS1/2這一結論被廣泛接受，但是很少有人關注MST1/2激活LATS1/2的具體分子機制。作爲整個Hippo通路的樞紐，LATS1/2激酶發揮承上啓下的作用，因此明確上遊信號調控LATS1/2的分子機制是人爲調節和利用Hippo信號強度的前提條件。
2022年4月15 日，複旦大學生物醫學研究院/附屬兒科醫院余發星課題組在Molecular Cell雜志以長文形式發表了題爲WWC proteins mediate LATS1/2 activation by Hippo kinases and imply a tumor suppression strategy的研究論文。該研究揭示了WWC蛋白家族（WWC1/2/3）在MST1/2激活LATS/2過程中的重要功能及分子機制，並基于此機制開發了SuperHippo迷你基因，後者能夠特異激活LATS1/2並顯著抑制多種腫瘤的發生。
該研究首次提出MST1/2-SAV1-WWC1/2/3-LATS1/2四元信號傳遞模型（圖1，冰糖葫蘆模型）。其中，WWC1/2/3直接同LATS1/2及SAV1結合，SAV1進而招募MST1/2。因此，WWC1/2/3發揮分子平台的作用，將Hippo信號通路核心元件聚集起來，提高激酶級聯反應的效率。長期以來，WWC家族蛋白被認爲是普通的Hippo通路上遊調控因子(5)。然而該研究表明，WWC1/2/3在Hippo通路的核心地帶，也就是MST1/2和LATS1/2之間，起到 一種“卡脖子”功效，因而WWC1/2/3蛋白水平同Hippo通路信號強度高度相關。
圖1. WWC1/2/3介導MST1/2活化LATS1/2分子機制。
Hippo通路是通過大量的模式動物遺傳篩選逐步建立起來的，該通路的成員基因的缺失導致細胞過度增殖和器官尺寸增大【3】。然而，不同的Hippo通路基因敲除後，表型強度並不一致。該研究基于分子機制創新，發現小鼠肝髒特異性敲除Sav1及Wwc1/2後，器官尺寸表型強度同Mst1/2敲除相似；另外，這兩個基因型小鼠也在相似時間節點發生了肝細胞癌（HCC）。Hippo通路從果蠅到哺乳動物進化高度保守，該研究也在果蠅遺傳學實驗中得到了高度一致的結果。這一系列在體研究，一方面驗證了分子機制，同時還發現了首個能夠表型模擬Hippo激酶（MST1/2）缺失的基因型（Sav1及Wwc1/2共敲除）。
WWC家族蛋白同Hippo核心組分結合的關鍵結合位點集中在其N端（圖1）。該研究發現WWC家族蛋白N端200個氨基酸序列能夠有效激活LATS1/2。相關迷你基因（命名爲SuperHippo）在小鼠肝髒中過表達後，表型和Hippo通路下遊效應因子Yap/Taz敲除的小鼠表型十分相似。因此， SuperHippo轉基因小鼠也是首個能夠表型模擬Yap/Taz缺失的基因型。該研究還全面的檢測了SuperHippo的抗腫瘤功效，發現SuperHippo顯著抑制YAP/TAZ轉錄活性、在多種小鼠腫瘤模型中能夠有效地抑制腫瘤發生發展（圖2）。同已知的Hippo通路靶向方案相比，SuperHippo具有以下特色：1）是首個直接激活LATS1/2激酶的方法；2）功能完全依賴MST1/2及SAV1，具有非凡的特異性；3）用途廣泛，不僅能夠治療Hippo通路失調導致的腫瘤，對膽管癌、肝細胞癌、葡萄膜黑色素瘤等腫瘤都有一定的效果。
圖2. SuperHippo在多種小鼠肝癌遺傳模型中顯著抑制腫瘤發生
總之，該研究不僅揭示了Hippo通路上遊核心組分的分子調控機制，還爲開發靶向Hippo通路的腫瘤治療方案提供了全新策略，在基礎及轉化研究層面都推動了Hippo領域的發展，爲後續的研究提供了理論基礎及應用工具。據悉，爲了嚴格驗證所提出的觀點，本研究運用了大量、複雜的敲除細胞、果蠅及小鼠模型。匿名評審曾高度評價該工作：The protein and in vivo data presented in this paper are clean, robust and convincing. The finds are novel, interesting and scientifically relevant to the field.
複旦大學生物醫學研究院2017級博士生祁思娴爲本論文第一作者，余發星研究員爲通訊作者。中國科學院分子細胞科學卓越創新中心張雷研究員，廈門大學周大旺教授及多位複旦大學教授對本文做出了重要貢獻。
余發星課題組長期研究Hippo信號通路調控機制及功能（發育及腫瘤），以通訊作者形式在Cell，Molecular Cell，Cell Research，Cell Reports，Protein & Cell，EMBO Reports等期刊發表論文。課題組依托複旦大學生物醫學研究院（IBS）和附屬兒科醫院，研究經費充足，現面向海內外英才，誠聘助理研究員、博士後及技術員若幹，歡迎志同道合、熱愛科研的朋友加入，長期有效。詳情請見課題組網站http://yu-lab.fudan.edu.cn及IBS官網https://ibs.fudan.edu.cn。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.03.027
專家點評
Hong Wanjin（洪萬進，新加坡A*STAR，Institute of Molecular and Cell Biology，Executive Director）
Hippo信號通路在器官發育及腫瘤發生過程中發揮重要功能。該通路主要包括一個線性的激酶級聯反應，即上遊激酶MST1/2在SAV1的輔助下磷酸化並激活LATS1/2，後者進一步磷酸化並抑制下遊效應分子YAP/TAZ。YAP/TAZ作爲原癌蛋白，參與不同腫瘤發生發展進程。因此，厘清Hippo通路信號調控機制，開發激活LATS1/2或抑制YAP/TAZ的方法，是腫瘤靶向治療的新思路。然而，盡管Hippo研究領域在過去的15年裏取得了巨大進展，MST1/2激活LATS1/2的具體分子機制仍然有待揭示。
複旦大學余發星團隊最新的Molecular Cell論文闡述了WWC家族蛋白介導Hippo信號傳遞的重要分子機制。他們發現，WWC蛋白能夠發揮“組織者”功能，在空間上將LATS1/2，SAV1和MST1/2富集到一起，介導MST1/2對LATS1/2的活化。他們定義了一個很小的WWC 蛋白結構域，負責直接結合LATS1/2 和 SAV1，後者間接招募MST1/2，從而促進Hippo信號高效傳遞。基于WWC蛋白的作用機制及鑒定出的最小化功能結構域，他們還開發了SuperHippo迷你基因，後者表達後能夠直接激活LATS1/2進而抑制YAP/TAZ。在多種腫瘤模型中，SuperHippo展現了強大且特異的抗腫瘤功能。該工作綜合運用了生物化學、細胞生物學和遺傳學等多種技術手段，從多個角度、不同層次對提出的分子機制和功能進行了充分驗證。
Hippo信號通路已經建立多年，很難想象MST1/2激活LATS/2這一個重要環節中還有如此精細的調控。該研究“于無色處見繁花”，提示Hippo領域還有很多科學問題值得深入探究，而傳統的Hippo通路線性分子架構可能存在進一步優化空間。另外，作爲分子機制創新促進臨床轉化研究的範例，SuperHippo的出現爲隨後腫瘤靶向治療提供了新方向。余發星研究員早期的工作揭示了 GPCR 信號調節 Hippo 通路的現象和機制，而這一新的突破性發現清楚地表明，他領導的實驗室在 Hippo 通路領域具有很強的國際競爭力。我向他、他的實驗室成員和合作者表示最熱烈的祝賀。
制版人：十一
參考文獻
1. F. Zanconato, M. Cordenonsi, S. Piccolo, YAP/TAZ at the Roots of Cancer. Cancer Cell29, 783-803 (2016).
2. R. Johnson, G. Halder, The two faces of Hippo: targeting the Hippo pathway for regenerative medicine and cancer treatment.Nat Rev Drug Discov 13, 63-79 (2014).
3. Y. Zheng, D. Pan, The Hippo Signaling Pathway in Development and Disease. Dev Cell50, 264-282 (2019).
4. F. X. Yu, B. Zhao, K. L. Guan, Hippo Pathway in Organ Size Control, Tissue Homeostasis, and Cancer. Cell 163, 811-828 (2015).
5. J. Yu et al., Kibra functions as a tumor suppressor protein that regulates Hippo signaling in conjunction with Merlin and Expanded.Dev Cell 18, 288-299 (2010).
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