增强放疗疗效！吉林大学合作发文：发现放疗抵抗重要机制

8月26日，吉林大学与中国人民解放军总医院研究人员合作在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“Radiation-induced YAP/TEAD4 binding confers non-small cell lung cancer radioresistance via promoting NRP1 transcription”，本研究中，研究人员观察到YAP通过促进细胞增殖、迁移和侵袭参与了NSCLC细胞的放射抵抗。机制上，NSCLC细胞照射后YAP去磷酸化。YAP通过与转录因子TEAD4结合发挥转录共激活因子的作用，促进TEAD4与NRP1启动子区结合，从而增加NRP1的表达。NRP1是YAP/TEAD4新的靶基因。值得注意的是，当抑制YAP与TEAD4结合时，会抑制NRP1的表达，并且挽救实验表明YAP/TEAD4影响NRP1调节细胞的增殖、转移并导致辐射抗性的产生。YAP/TEAD4/NRP1是放疗抵抗的重要机制，可作为增强放疗疗效的靶点。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-07017-6#Sec15

背景知识

 01 

肺癌是第二大恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌(non-small cell Lung cancer, NSCLC)占所有病例的85%。目前，肺癌的治疗手段包括手术切除、放疗、靶向治疗、ADC等。然而，77%的肺癌患者有循证放疗指征，使得放疗成为无法手术治疗的晚期肺癌患者最重要的治疗方法之一。然而，由于NSCLC细胞固有或获得性的辐射抗性，放射治疗的效果受到了极大的限制。因此，揭示辐射抗性的机制并寻找潜在的生物标志物将有助于提高放射治疗的有效性。

YES相关蛋白(YAP)是Hippo信号通路的下游效应蛋白，对控制细胞生长、器官发育和组织稳态至关重要。异常激活或过表达的YAP可导致多种肿瘤的发生、转移和耐药，而Hippo信号通路失活则导致YAP/TAZ进入细胞核并发挥转录共激活因子的作用。由于YAP不能直接与DNA结合，它可能与下游转录因子相互作用。TEA结构域(TEAD)家族是一种与YAP相关的转录因子。由TEAD1-4组成并在不同的哺乳动物组织中广泛表达。它通过Hippo信号通路接收信号，调控肿瘤转移、耐药等方面。

肿瘤的放射抗性受YAP异常表达的影响。在胶质瘤细胞中，YAP可促进成纤维细胞生长因子2的表达，激活MAPK-ERK信号通路，修复受损DNA，增强辐射抗性。在食管癌中，YAP过表达可促进放射抵抗，增加CDK6表达。然而，YAP如何影响NSCLC细胞的辐射抗性尚不清楚。

神经纤毛蛋白-1 (NRP1)是一种存在于所有核组织中的糖蛋白，具有多种生物学功能，如血管生成、肿瘤发生和免疫系统功能。在前期研究中，研究人员发现NRP1和上皮-间充质转化(EMT)相关蛋白的表达水平显著升高，PI3K/AKT/mTOR信号通路也被激活。研究人员假设NRP1可能参与肿瘤细胞辐射抗性的形成。

YAP促进NSCLC细胞的增殖、侵袭和迁移

 02 

为了证实YAP参与NSCLC细胞的辐射抗性发展，研究人员构建了YAP敲低和过表达质粒(YAPOE和YAPKD)。通过慢病毒感染H1299和A549细胞并进行克隆形成实验，研究人员发现YAP在H1299和A549细胞中的表达分别降低和升高。与Vector/NC组相比，YAP高表达组的克隆形成率明显高于YAP低表达组。因此，YAP具有影响辐射抗性产生的潜力。

YAP可促进NSCLC细胞的增殖、侵袭和迁移

RNA测序GO分析结果显示，差异基因与细胞增殖和迁移密切相关。因此，研究人员进一步研究了YAP如何影响细胞的侵袭，迁移和增殖。结果表明，这些能力在YAP过表达的情况下增强，而在YAP缺失的情况下受到抑制。基于这些结果，YAP可以增加NSCLC细胞的增殖、迁移和侵袭能力，从而改善其对辐射的抵抗力。

YAP基因缺失可逆转辐射抗性并抑制体内肿瘤的发展

 03

为了在SCID小鼠中建立肿瘤模型并确定YAP的重要性，研究人员使用了稳定转染shRNA或NC的A549和A549- rr细胞。SCID小鼠接受或不接受20 Gy的照射后，移植瘤的体积明显减小，尤其是A549细胞。值得注意的是，YAP敲低导致移植瘤在ir后体积进一步减小。苏木精-伊红染色显示腺腔、黏液等腺癌特征性特征。免疫组织化学和蛋白质印迹结果显示，YAP敲低组NPR1表达水平较低。无论是否敲低YAP，照射后TEAD4表达均增加。YAP在细胞核中明显增多，而NRP1在细胞质和细胞核中均明显增多。mRNA的变化与蛋白的变化一致。因此，敲低YAP可以逆转NSCLC放射抗性的进展，阻止体内肿瘤的生长。

综上所述，本研究结果揭示了NSCLC放射抗性形成的重要机制。在NSCLC细胞中，辐射引起YAP去磷酸化，增加其入核，并与TEAD4结合。YAP和TEAD4均在NRP1启动子区发挥转录作用，并与NRP1启动子区结合，对NRP1表达产生正向影响。阻断YAP与TEAD4的结合可抑制NRP1的转录和翻译。最终，增强或抑制NSCLC细胞的生长、迁移和侵袭能力可以形成或逆转辐射抗性。

综上所述，本研究结果揭示了YAP/TEAD4/NRP1轴与NSCLC细胞的辐射抗性之间的联系。抑制YAP与TEAD4的结合或抑制YAP的表达可恢复肺癌细胞的放射敏感性，对肺癌患者可能具有治疗价值。

研究小结

 04 

本研究发现阐明了YAP/TAED4/NRP1与NSCLC放射抗性之间的关系。靶向药物通常通过改变基因表达来抑制肿瘤生长，但它们也可以影响健康细胞。因此，根据本研究结果，可以通过创建靶向药物来限制YAP与TEAD4结合，同时保持基因表达，从而提高放射敏感性。这为提高放射疗效提供了一种全新的视角和方法。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41419-024-07017-6#Sec15

【关于投稿】

转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！

转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。