YAP1转录调控STK3激活Wnt/β-catenin通路促进胃癌进展及化疗耐药机制研究

本研究针对胃癌治疗中化疗耐药难题，揭示了Hippo通路核心转录因子YAP1通过直接调控STK3表达，进而磷酸化GSK-3β促进β-catenin核转位激活Wnt信号的新机制。研究人员通过多组学分析结合体内外实验，发现STK3可作为胃癌干细胞特性维持和DNA损伤修复的关键调控因子，并筛选出氨基蝶呤(Aminopterin)这一新型STK3抑制剂，为克服胃癌耐药提供了新策略。该成果发表于《Molecular Cancer》。

　　

胃癌在全球范围内仍是威胁人类健康的重大疾病，尤其在亚洲地区发病率居高不下。尽管治疗手段不断进步，但化疗耐药问题始终是临床面临的重大挑战。近年来，Hippo信号通路因其在肿瘤发生发展中的关键作用备受关注，其核心效应分子YAP1的异常激活与胃癌恶性进展密切相关。然而，YAP1下游的复杂调控网络仍有大量未知领域，特别是其与其它关键信号通路的交互作用机制亟待阐明。

香港中文大学的研究团队通过RNA测序分析意外发现，当敲低YAP1时，丝氨酸/苏氨酸激酶STK3（传统认知中Hippo通路上游抑制因子）表达显著下降。这一反常现象促使研究者深入探索STK3在胃癌中的非经典功能。他们发现STK3不仅是YAP1的直接转录靶点，更通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进胃癌干细胞特性获得和DNA损伤修复能力，最终导致化疗耐药。该研究为理解Hippo与Wnt通路交互提供了新视角，并为胃癌治疗提供了新的分子靶点。

研究采用多组学整合分析（包括TCGA、ACRG等公共数据库）、单细胞RNA测序、染色质免疫共沉淀(ChIP-qPCR)、基因敲除小鼠模型等功能验证手段。临床样本来自香港威尔士亲王医院的278例胃癌队列。关键技术包括：分子对接筛选STK3抑制剂、细胞热转移实验(CETSA)验证药物靶点、类器官和异种移植模型评估治疗效果。

STK3是YAP1-TEAD4的转录靶点
通过RNA-seq发现YAP1缺失导致STK3表达显著下调，Western blot和qPCR验证了这一调控关系。生物信息学预测结合ChIP-qPCR证实YAP1/TEAD4复合物可直接结合STK3启动子区992bp上游的特定位点。使用YAP1抑制剂维替泊芬(VP)和CA3处理胃癌细胞后，STK3蛋白水平同步下降。在Yap1^-/-Taz^-/-基因敲除小鼠模型中，甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱导的胃癌组织Stk3表达显著降低。功能回复实验显示，STK3敲除可部分抵消YAP1过表达促癌效应，证实STK3是YAP1功能执行的关键介质。

STK3与YAP1在胃癌中的共表达模式
免疫组化显示YAP1核定位与STK3胞质定位在胃癌组织中空间共现。多队列分析显示STK3与YAP1/TEAD4在mRNA和蛋白水平均呈显著正相关（TCGA队列R=0.62）。单细胞测序分析揭示STK3⁺和YAP1⁺细胞主要富集于肿瘤细胞亚群，且共同定位于相同的Seurat聚类簇（cluster 4和5）。临床数据分析显示STK3-YAP1共高表达组患者预后较差。

STK3促进细胞周期进程和DNA损伤修复
TCGA数据分析显示56.1%胃癌样本存在STK3拷贝数增加。功能富集发现STK3高表达样本中细胞周期和DNA修复相关通路显著激活。实验验证显示STK3敲除导致ATM/ATR/CHK1磷酸化水平和γ-H2AX表达下降，削弱DNA损伤应答。异种移植模型证实STK3缺失显著抑制肿瘤生长（P<0.001）。

STK3维持胃癌干细胞特性
CytoTRACE分析显示STK3⁺细胞分化程度更低。STK3敲除导致CD44、Nanog、KLF4和SOX2等干性标志物表达下降，而STK3过表达则增强胃癌细胞成球能力和类器官生长。分子机制上，STK3通过直接结合并磷酸化GSK-3β（Ser9位点），抑制β-catenin降解，促进其核转位激活Wnt信号。Co-IP和体外激酶实验证实STK3-GSK-3β直接互作可增强GSK-3β泛素化降解。

靶向STK3克服化疗耐药
通过虚拟筛选从4511个化合物中鉴定出氨基蝶呤作为最优STK3抑制剂（结合能-9.8kcal/mol）。CETSA证实其直接结合STK3并增强蛋白热稳定性。在类器官和PDX模型中，氨基蝶呤与5-FU联用显著增强抗肿瘤效果（P<0.05），且未观察到明显毒性。

该研究首次揭示YAP1-STK3-GSK-3β-β-catenin信号轴在胃癌中的关键作用，突破了传统认知中STK3仅作为Hippo通路上游抑制因子的局限。发现STK3通过"激酶-底物"直接作用模式激活Wnt通路的新机制，为理解两大通路交互提供了理论依据。临床转化方面，研究不仅证实STK3可作为预后标志物，更通过高通量筛选获得具有治疗潜力的STK3抑制剂，为克服胃癌耐药提供了新的联合治疗策略。这些发现对开发针对YAP1信号网络的新型靶向药物具有重要指导价值。