TAZ一种非小细胞肺癌基因

1、TAZ一种非小细胞肺癌基因基于PDZ结合基序的转录共激活子taz是一种参与干细胞分化以及多器官发生的转录共激活子。最近，TAZ在新型的hippo-LATS肿瘤抑制途径的一种主要组分中被鉴定出来，这种抑制途径在乳腺癌原癌基因中起作用。我们第一次发现，taz是一种非小细胞肺癌的原癌基因。结果显示，taz在非小细胞肺癌细胞中过量表达，并且慢病毒介导的taz过量表达在HBE135永久的人类上皮呼吸道细胞引起细胞增生和转化。通过沉默基因TAZ可以使其恢复原有的水平。另外，在非小细胞肺癌中（NSCLC），小发卡RNA（shRNA）介导的TAZ表达沉默抑制他们的增殖和非停泊性增长。将shRNA抗性的TAZ重

2、新引入TAZ沉默的非小细胞肺癌的细胞中可使其恢复。这说明TAZ是一种原癌基因并且在非小细胞肺癌细胞的肿瘤发生学中起重要作用。因此，TAZ在未来诊断，预测和治疗肺癌提供一种新的靶标。介绍肺癌是全球最普遍的的癌症，每年都杀死12万人。尽管近些年外科手术、放疗和化疗一直都在进步。近五年肺癌患者仍小于<15%的生存率强调了该疾病的攻击性。在所有诊断为肺癌的患者中，80%是非小细胞肺癌，包括腺癌、鳞状细胞癌和巨大细胞癌。在过去的几十年中，尽管许多对非小细胞肺癌的发展具有重要作用的抑癌基因和原癌基因已陆续被鉴别；大多数的非小细胞肺癌患者常常鉴定时已到肺癌晚期，而不能得到及时的治疗。因此，识别新的负责

3、非小细胞肺癌发生的蛋白质对早期的鉴别和开发新型治疗肺癌的方法是非常重要的。TAZ，也被称为含有WW域的转录调节子，它能够激活转录因子PPARr、Runx2 和Smad。此外，敲除TAZ基因的小鼠会得多囊肾疾病和肺气肿。最近，已经鉴定TAZ是新发现的 Hippo-LATS 肿瘤抑制途径中的一种元件，在果蝇和哺乳动物中对细胞增殖、肿瘤形成和器官大的调节具有重要作用。值得注意的是，我们和其他人表明与人类具有同源性的果蝇的Hippo和LATS 肿瘤抑制子Mst2和LATS1/2可以通过磷酸化和阻遏抑制TAZ和它的同源物YAP进而抑制肿瘤细胞生长。最近，在乳腺癌细胞系和组织中已经发现过量表达的是TAZ而

4、不是YAP。并且还表明在人类乳腺上皮永生化细胞中过量表达的TAZ会增强细胞增殖和迁移、转化和上皮-间质转变，而在TAZ敲除的乳腺癌细胞中抑制了肿瘤的形成，这暗示了TAZ是一个新的癌基因并且有可能在乳腺癌的行成中具有重要作用。然而，TAZ是否也在其他类型肿瘤发生中有关系有待进一步研究。在本研究中，我们通过使用人类肺癌细胞系和小鼠体内模型提供了强有力的证据表明TAZ在非小细胞肺癌中是一个新的癌基因。结果及讨论非小细胞肺癌细胞的过量表达我们和其他人最近发现LATS1肿瘤抑制因子的过量表达抑制肺癌细胞的生长，鉴于LATS2在非小细胞肺癌的突变和下行调节(Yang et al., 2001; Straz

5、isar et al., 2009),提出LATS1/2 可能涉及肺癌肿瘤发生。考虑到原癌基因TAZ和YAP是仅有被鉴定出下游标靶介导LAST肿瘤抑制功能(Visser and Yang, 2010)，检查是否他们在肺癌中失调。因为非小细胞肺癌占肺癌的80%，所以我们调查TAZ和YAP是否涉及非小细胞肺癌的发育。我们首先通过western印记几个肺细胞系检查TAZ和YAP的过量表达，得出普通人类支气管上皮细胞（HBE）起源于原发性肺组织，永生化但不是肿瘤发育学的人类支气管上皮细胞系和非小细胞肺癌细胞系（cell line）。最重要的是，我们发现TAZ在所有正常细胞(HBE154 and HBE

6、158) 和永生化人类支气管上皮细胞系(HBE135, BEAS-2B and NL20)相关性低，但是在9/11（81%）的肿瘤发生的非小细胞肺癌细胞系中过量表达。然而，在15/16的HBE细胞系中检测到YAP的一致表达。此外，YAP的磷酸化（未激活）形式（pYAP）和TAZ（pTAZ）在中间产物中低水平的表达，独自的在HBE细胞系（图1）。有趣的是，TAZ并没有在大规模的癌细胞系的检测中被发现，QU-DB and SK-luCi-6(图1)。使用其他大规模癌细胞系检测TAZ水平将最终确定是否TAZ在大规模癌细胞系中是可检测的这些结果与先前的发现相一致，TAZ而不是YAP在乳腺癌细胞系中过量

7、表达(Chan et al., 2008)。由于增强的原癌基因表达频繁的在非小细胞肺癌（NSCLC）细胞被发现，我们的结果强有利的支持TAZ而不是YAP可能涉及NSCLC发育的一种癌基因。然而，通过YAP在NSCLC组织的免疫组织化学分析，表明高水平的YAP对不良预后（poor prognosis）和在NSCLC淋巴结转移相对应起重要作用。尽管如此，和我们的发现相一致，他们也发现YAP在大多数NSCLC细胞中高水平表达。由于YAP仅仅在NSCLC细胞中检测到而非在一般和永久化HBE细胞，YAP是否在NSCLC细胞中激活在他们的研究中仍不清楚。考虑到YAP和TAZ拥有的独立的和交叠的功能，有可能

8、YAP和TAZ都涉及体内的肺部肿瘤发生。进一步检测TAZ水平，使用临床的NSCLC病人病变组织进行免疫组织化学分析，确立TAZ是一种新型用于预测或诊断NSCLC发生的生物标签。TAZ的过量表达引起细胞增殖与转化为了进一步确定TAZ是的确是一种新型的肺癌的原癌基因，首先我们调查在低TAZ中过量表达的效应，永久化非肿瘤发生细胞系，（图）通过慢病毒介导的单独感染这些细胞的载体（）或标签（HA-tagged）重要的是我们发现，和通过和对细胞感染相比较，在细胞的过量表达增强了细胞增殖（图）.此外，HBE135细胞过量表达TAZ而不是WPI需要不依赖锚定的软琼脂上生长，一种转化肿瘤细胞的表型（图2c-d）

9、。通过慢病毒而不是TAZ过量表达的非特异性影响引起HBE135细胞增殖与转化的增强，为了消除这种可能性，我们也使HBE135TAZ细胞过量表达的TAZ基因沉默，从而通过shRNA对抗TAZ使其恢复到原有水平（图2a）。重要的是，TAZ的基因沉默回复了TAZ介导的细胞增殖与转化的增加（图2b-d），说明TAZ介导的表型是特异性的。我们也对免疫功能不全的裸鼠进行皮下注射TAZ过量表达的HBE135细胞来观察是否形成肿瘤。在注射两个月后没有发现肿瘤形成（数据为未展示），说明单独TAZ的过量表达不足以造成HBE细胞的肿瘤发生。通过在HBE细胞中TAZ过量表达引起增强细胞增殖与转化与在乳腺细胞中TAZ过

10、量表达引起的效应相类似。然而，不同于乳腺细胞，在HBE细胞的TAZ过量表达不能引起EMT并减少钙黏蛋（E-cadherin）的水平，钙黏蛋白与癌细胞的侵袭和转移相关。这说明TAZ可能在整个肺癌发生时期激活肿瘤的形成而不是转移。此外，与我们的发现相一致，其他原癌基因的过量表达，如鼠肉瘤蛋白（肿瘤的标志之一）(k-ras),最为常见的在NSCLC中激活癌基因，或者在永久化HBE细胞中负调控癌抑制基因p53，也引起增长细胞的增殖或非停泊性增长在软琼脂中而不是肿瘤细胞的形成或迁移在裸鼠中。这研究说明TAZ单独存在可以引起部分HBE细胞的转移。因此研究TAZ与其他癌基因或肿瘤抑制基因相互作用的关系对于研

11、究TAZ在肺癌细胞中的作用是非常重要的。抑制NSCLC细胞中的TAZ来减少肿瘤表型的发生检测TAZ水平提高是否直接有助于检测NSCLC中的肿瘤发生，我们在两个高TAZ细胞系中抑制TAZ: A549 and H1299. lentivirus-expressing shRNAs targeting different tregions of TAZ来感染shRNA慢病毒载体pLKO.1用作负调控。抑制TAZ的A549和H1299两个shRNA明显的抑制肿瘤细胞的扩增。说明在NSCLC细胞中TAZ是重要的在维持肿瘤细胞的增长中。TAZ抑制对于细胞扩增的影响并不是脱靶效应或者是病毒效应。我们也用慢病

12、毒表达型TAZ突变的cDNA来转导细胞A549-shTAZ-1 即在shTAZ-1保持突变的导肽因此用来阻止shTAZ-1诱导TAZ的降解。重要的是，在TAZ沉默A549细胞的TAZ回复突变逆转了由shTAZ-1导致的细胞生长抑制(图3f)，这说明shTAZ减少细胞增殖是由于NSCLC细胞的减少引起的。去研究TAZ是否也是重要的在NSCLC肿瘤细胞发生中，我们分别用软琼脂和裸鼠作为材料来试验，与pLKO.1慢病毒载体调控的A549表达相比较，有TAZ抑制的A549展示了在软琼脂上非停泊性增长的明显减少和肿瘤在裸鼠体内的增长。这说明这种影响并不是由于脱靶效应引起的shTAZ。这些结果不是由shT

13、AZ的脱靶效应引起的，因为由shTAZ造成在裸鼠中不依赖锚定的生长和肿瘤发生的减少，这可以完全通过重新引入shTNA抗性TAZ突变cDNA逆转为A549-shTAZ-1细胞（shTAZ-1/TAZ突变cDNA）（图4a-c）。同时，这些研究强有力的说明TAZ的过量表达对于NSCLC细胞的肿瘤发生至关重要。 在了解Hippo-LATS肿瘤抑制通路在调控细胞修饰、细胞死亡和细胞迁移中所处的角色已取得了巨大的进步。然而，在这个通路中他是如何调控特殊的癌细胞还有很多是未知的。我们的研究第一次通过细胞内和细胞外证明在肺癌中TAZ是一种新型的癌基因。TAZ水平的增高可能是作为NSCLC细胞中肿瘤发生的应答。总综合我们的发现TAZ在NSCLC细胞中作为一种癌基因存在。LATS2肿瘤抑制基因在TAZ中起负调控作用并且在Hippo-LATS通路中作为中心因子也被发现在NSCLC下调中。另外，和TAZ相似，目前研究显示YAP作为致癌基因在肺癌中，众所周知YAP在NSCLC细胞中减少了细胞的增值并且不依赖贴壁增长。由于TAZ和YAP作为同源旁系基因并且可以相互作用。在NSCLC细胞中敲出TAZ或YAP可以减少癌基因的功能。同时，最近的研究和一些强有力的证据表明Hippo-LATS信号通路调节异常将导致NSCL