Hippo通路–YAP/TAZ信号轴：分子机制、生物学功能、疾病关联与治疗靶点全景解析

《MedComm》：Hippo Pathway–YAP/TAZ Signaling: Molecular Mechanisms, Biological Function, Diseases, and Therapeutic Targets

　　

Hippo通路及其下游效应因子Yes相关蛋白/具有PDZ结合基序的转录共激活因子–TEA结构域转录因子（YAP/TAZ–TEAD）在器官大小控制、组织稳态、再生和干细胞生物学中发挥关键作用。其异常激活驱动恶性肿瘤、纤维化、心血管疾病和免疫失调。曾被视为不可成药的YAP/TAZ–TEAD复合物，现已成为肿瘤学及其他领域最受关注的靶标类别之一。本综述阐述了Hippo–YAP/TAZ–TEAD轴的生物学功能，并将其通路生理学与可成药性的结构基础相整合，重点聚焦于TEAD的Ω-loop表面口袋和深埋的棕榈酰化结合口袋（PBP），这两个位点的不同几何结构决定了当前药物的药效团要求、旁系同源物选择性和耐药性特征。我们随后系统比较了机制指导下的治疗模式，涵盖直接蛋白质–蛋白质相互作用（PPI）干扰剂、共价和非共价PBP抑制剂、靶向蛋白降解嵌合体（PROTACs）以及辅因子界面调节剂。我们还分析了上游激酶（MST1/2、LATS1/2）调节剂、直接YAP/TAZ抑制剂和降解剂，以及新兴的基因、RNA、抗体和细胞疗法。我们以批判性视角评估了肿瘤学、纤维化、免疫学和再生医学领域的临床前及早期临床进展，区分了可靠的机制验证与具有临床意义的获益。我们进一步剖析了耐药机制、靶点相关安全性问题以及泛TEAD抑制的治疗窗口局限性。最后，我们阐述了合理的联合治疗策略、生物标志物指导的患者选择和旁系同源物选择性及组织限制性Hippo靶向治疗学的未来方向。

论文主体内容总结

1 引言

Hippo信号通路首先在果蝇中被发现，在哺乳动物中高度保守，已成为器官大小、组织稳态、再生和干细胞生物学的核心调节因子。其核心输出——转录共激活因子YAP/TAZ通过TEAD转录因子家族发挥作用——整合生化、机械和代谢信号以协调细胞增殖、存活和命运决定。该轴的失调驱动多种人类疾病，包括癌症、纤维化、心血管疾病和免疫紊乱。核内YAP高表达独立预测多种肿瘤类型的不良临床结局。曾被视为不可成药的Hippo–YAP/TAZ–TEAD轴已迅速成熟为临床可靶向的靶标类别，TEAD棕榈酰化抑制剂VT3989在NF2缺陷型间皮瘤患者中取得的客观临床缓解即为例证。

2 Hippo–YAP/TAZ–TEAD轴的生物学功能

2.1 器官大小控制与组织稳态

Hippo信号通路最初于21世纪初通过遗传筛选在果蝇中被发现。在哺乳动物中，该高度保守的激酶级联由核心上游激酶复合物组成，包括MST1/2、SAV1、LATS1/2、MOB1以及下游效应因子YAP和TAZ。当Hippo通路激活时，MST1/2磷酸化并激活LATS1/2，后者进一步磷酸化YAP的Ser127和TAZ的Ser89，导致其通过14-3-3蛋白结合被隔离在细胞质中并随后经泛素-蛋白酶体途径降解。当通路被抑制时，去磷酸化的YAP/TAZ转位至细胞核，与TEAD转录因子的N端结构域结合，募集转录共激活复合物并驱动下游靶基因表达。在器官大小控制中，该通路精确调节细胞增殖与凋亡之间的平衡，以决定肝脏、心脏和眼睛的最终器官大小。肝脏特异性敲除Mst1/2导致肝脏大小增加3至4倍，而LATS1过表达显著减少器官体积。

2.2 组织修复与再生

YAP/TAZ作为细胞密度和机械微环境的传感器。细胞间接触增加激活Hippo信号，导致YAP/TAZ磷酸化和细胞质滞留以抑制增殖。组织损伤后，细胞密度降低和细胞外基质（ECM）重塑引起的机械应力变化导致Hippo通路短暂抑制，YAP/TAZ进入细胞核激活增殖和再生相关基因。部分肝切除后，肝细胞中YAP激活是启动肝脏再生的必要条件，肝细胞特异性YAP敲除使肝脏再生能力降低超过70%。心肌梗死（MI）后，心肌细胞中YAP的短暂激活促进心肌细胞增殖、减少梗死面积并改善心脏功能。值得注意的是，这种激活受到严格的时空调节，修复完成后YAP/TAZ返回细胞质，而持续激活则导致组织纤维化和肿瘤发生。

2.3 干细胞调节与多能性

YAP/TAZ在胚胎干细胞、成体干细胞和癌症干细胞中高表达。在胚胎干细胞中，YAP–TEAD转录复合物直接激活OCT4以驱动多能细胞扩增，YAP与Nanog、SOX2和OCT4等主转录因子协同维持多能性。在癌症干细胞中，YAP/TAZ直接转录调控OCT4、SOX2和SOX9等干性相关蛋白，TAZ功能获得赋予非癌症干细胞自我更新能力和致瘤性。

2.4 机械转导与代谢调节

小GTP酶RAP2作为细胞骨架信号的中央整合因子，通过MAP4Ks和MST1/2将低基质刚度、能量应激和血清剥夺转导为LATS1/2激活，而RhoA驱动的肌动蛋白聚合拮抗该模块以维持YAP/TAZ核定位。蛋白酶体抑制触发RAP2泛素化和失活，破坏RAP2–MAP4K–NF2–LATS1/2级联从而激活YAP/TAZ。甲戊酸来源的胆固醇通过抑制β-TrCP介导的蛋白酶体降解来稳定肝细胞中的TAZ，将营养可用性与NASH中的纤维化进展偶联。YAP的液-液相分离（LLPS）形成核凝聚体，组织超级增强子组装并协调干细胞和增殖转录程序。

2.5 在癌症中的作用

YAP/TAZ–TEAD驱动的转录程序涵盖促进细胞增殖（c-Myc、CCND1、FOXM1、BIRC5/survivin）、存活和抗凋亡（MCL1、CFLAR/c-FLIP、ANKRD1）、迁移和侵袭（CTGF/CCN2、CYR61/CCN1、AREG、MMPs）、干性和多能性（SOX2、OCT4/POU5F1、NANOG）以及代谢重编程（GLUT3/SLC2A3、HK2、LDHA）的基因。一项涵盖53项独立研究、超过6700例患者的荟萃分析表明，核内YAP1高表达是不良临床结局的独立预后因素。NF2突变（常见于脑膜瘤和间皮瘤）导致YAP/TAZ组成性激活。致癌KRAS通过OTUB2介导的去泛素化和SUMO化独立于Hippo信号激活YAP/TAZ，将YAP定位为KRAS-MAPK下游驱动肿瘤增殖的关键转录开关。

2.6 在纤维化疾病中的作用

持续YAP/TAZ激活是心脏、肺、肝脏、肾脏和皮肤等多器官纤维化疾病的标志。YAP/TAZ作为关键机械转导因子驱动成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，促进ECM过度沉积并抑制基质降解。在肺中，IPF患者核内YAP水平升高且与纤维化严重程度正相关。在肝脏中，肝星状细胞（HSCs）经历YAP依赖性激活转化为肌成纤维细胞。在肾脏中，YAP通过与Smad2/3直接相互作用介导TGF-β1诱导的成纤维细胞激活。

2.7 在心血管疾病中的作用

YAP/TAZ在心肌肥大、MI、高血压和动脉粥样硬化中发挥重要作用。压力超负荷（PO）下，心肌细胞中YAP的持续激活通过涉及OSM信号的YAP–TEAD1正反馈环触发心肌细胞去分化和心力衰竭进展。MI后，YAP/TAZ表现出细胞类型特异性功能：在心肌细胞中促进存活和再生能力，而在心脏成纤维细胞中驱动肌成纤维细胞分化、ECM过度沉积和促炎细胞因子分泌。成纤维细胞特异性Yap/Taz缺失减少MI后纤维化和纤维炎症反应并改善心脏功能。

2.8 在免疫和炎症性疾病中的作用

YAP/TAZ调节先天性和适应性免疫。YAP通过物理相互作用稳定NLRP3并阻断其K27连接多聚泛素化和蛋白酶体降解，从而促进NLRP3炎症小体激活。在适应性免疫中，YAP在免疫抑制性调节性T细胞（Tregs）中高表达并增强其功能，而TAZ抑制Treg分化并促进炎症性Th17细胞发育。在RA中，FLS中YAP/TAZ活性显著升高。在MS和EAE中，星形胶质细胞YAP通过转录上调HMGCS1等胆固醇合成基因支持髓鞘维持，发挥关键神经保护作用。

2.9 YAP/TAZ激活的时空动态：治疗意义

YAP/TAZ调节的结果取决于通路激活的持续时间、幅度和组织特异性。短暂、严格控制的激活驱动生理性修复，而持续激活是纤维化和肿瘤发生的基础。YAP/TAZ–TEAD信号抑制与癌症和纤维化疾病相关，而短暂通路激活与再生适应症相关。

3 Hippo–YAP/TAZ–TEAD信号的分子机制和结构基础

YAP–TEAD相互作用界面面积约3500平方埃（?²），地形相对平坦且缺乏深口袋，传统小分子难以干扰。YAP–TEAD复合物包含三个独立PPI界面。2018年发现TEAD蛋白经历自身棕榈酰化并含有深埋的中央PBP，加之YAP结合面上更表面暴露的Ω-loop口袋，提供了两个真正可成药的位点。

3.1 通路生理学：核心激酶级联和上游调节

核心激酶模块由MST1/2与SAV1复合，磷酸化并激活LATS1/2–MOB1复合物，后者磷酸化YAP/TAZ以驱动14-3-3介导的细胞质隔离和β-TrCP依赖性蛋白酶体降解。肿瘤抑制因子NF2和KIBRA–AMOT复合物在细胞皮层募集并激活LATS1/2，而STRIPAK复合物去磷酸化并失活MST1/2。MARK2和MARK3直接磷酸化NF2和YAP/TAZ，功能性逆转LATS1/2的肿瘤抑制输出。

3.2 YAP和TEAD蛋白的结构特征及关键氨基酸残基

YAP的N端区域包含TEAD结合结构域（TBD，残基50–171），含有三个独立相互作用界面。界面1（残基52–58）形成反平行β-折叠结构；界面2（残基61–73）含保守的LXXLF基序（L65、L68和F69），形成插入TEAD α3/α4疏水沟的α-螺旋；界面3（残基86–100）形成特征性Ω-loop结构，代表最高亲和力结合区域，其中F95和F96通过疏水相互作用插入TEAD深口袋。TEAD家族每个蛋白含N端TEA结构域（约残基1–100），特异性识别M-CAT共有基序（5′-CATTCCT-3′）。C端YAP结合结构域（YBD，约残基200–450）采用免疫球蛋白样β-三明治折叠。YBD含两个关键功能位点：Ω-loop结合口袋和PBP。核心保守半胱氨酸残基（TEAD1 C359、TEAD2 C380、TEAD3 C371、TEAD4 C360）经历自身棕榈酰化，对维持TEAD蛋白稳定性和折叠至关重要。

3.3 近期发现的可成药位点

2025年的一项里程碑研究报道，在肝脏肿瘤中，YAP–TEAD复合物可通过TEAD YBD结构域独特区域直接结合法尼醇X受体（FXR）并募集组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）以抑制FXR转录活性，促进肝脏肿瘤发生。该相互作用界面与YAP结合位点空间分离。转录抑制因子VGLL4可通过其第二个TEAD相互作用结构域（TDU2）结合TEAD的YBD结构域，竞争性抑制YAP–TEAD相互作用。小分子可别构调节TEAD构象以增强其对VGLL4的结合亲和力，通过辅因子转换机制实现通路抑制。

3.4 配体性和选择性的结构决定因素

Ω-loop口袋是浅表面凹陷，需要抑制剂精确模拟YAP Ω-loop的α-螺旋转折和侧链方向，通过三个药效团元素实现高互补性：两个深插入疏水残基（模拟YAP F95/F96）、中央盐桥替代物（R89–TEAD D249）和侧翼氢键网络（S94–TEAD E240/Y406）。PBP形成深埋、完全封闭的疏水腔，其凹形结构实现小分子高亲和力结合，口袋入口处保守半胱氨酸为共价弹头提供锚点。TEAD1–4间超过70%的序列同一性意味着泛TEAD抑制几乎不可避免，除非利用细微结构差异。

4 Hippo–YAP/TAZ–TEAD轴的治疗靶向策略

4.1 直接YAP–TEAD PPI抑制剂

这类抑制剂主要靶向TEAD表面的Ω-loop结合口袋，通过模拟YAP Ω-loop结构竞争性阻断YAP–TEAD相互作用。维替泊芬（Verteporfin）是首个发现的YAP–TEAD相互作用抑制剂，通过多种机制抑制YAP–TEAD相互作用，但其特异性差、依赖光活化且体内半衰期短。诺华（Novartis）通过基于结构的药物设计开发了高特异性非共价Ω-loop口袋抑制剂IAG933。IAG933在NF2缺陷型间皮瘤细胞系中显示强效抗增殖活性，GI₅₀为13–91 nM。在体内，口服IAG933在MPM PDX模型中实现深度肿瘤消退。IAG933与MEK抑制剂和KRAS选择性抑制剂在KRAS突变胰腺癌和肺癌模型中显示协同活性。IAG933与KRAS^G12C抑制剂JDQ443联合在KRAS^G12C突变NSCLC和CRC细胞系中显示强协同获益。然而，IAG933在I期试验中ORR仅为19%，剂量限制性毒性包括QTc延长和蛋白尿，该药物已于2025年11月被诺华终止。

4.2 TEAD PBP抑制剂

PBP抑制剂通过结合TEAD的PBP阻断自身棕榈酰化，降低TEAD稳定性和转录活性，是目前进展最快的抑制剂类别。

共价不可逆抑制剂包括：K-975（协和麒麟开发）通过氯丙烯酰胺弹头与TEAD1 Cys359及TEAD2-4等效半胱氨酸形成共价键，不可逆阻断棕榈酸酯结合，靶点参与持续超过24小时。BPI-460372（贝达药业开发）采用独特的2-氟丙烯酰胺弹头，相比第一代丙烯酰胺类药物具有增强的代谢稳定性，对所有TEAD1/2/3/4亚型显示强效抑制，主要经CYP2D6、CYP3A4和CYP1A2代谢。I期试验初步数据显示良好安全性，主要为可逆且可管理的血液学不良事件，无肾毒性证据。MYF-03-69通过共价片段筛选和基于结构的设计开发，在903个癌细胞系中建立了迄今最广泛的临床前敏感性谱。MRK-A在间皮瘤CDX模型中显示肿瘤消退，但观察到快速耐药，RNA-seq显示HGF显著上调是关键耐药机制。CPD10和CPD13采用乙烯基砜弹头共价结合PBP入口保守半胱氨酸，在EGFR和KRAS突变NSCLC细胞中显示协同杀伤。

非共价可逆抑制剂包括：VT3989（Vivace Therapeutics开发）是首创口服生物可利用TEAD棕榈酰化抑制剂，对所有TEAD旁系同源物显示强效生化活性。在I/II期试验中，172例患者入组，其中22例MPM患者接受优化给药方案（50或100 mg，2周用药/2周停药）后ORR为32%，DCR为86%，多名患者获得持续超过18个月的持久部分缓解。间歇给药方案有效缓解白蛋白尿同时维持疗效。IK-930（Ikena Oncology开发）获得FDA快速通道认定，但2024年5月因中期分析显示14例可评估患者ORR为0%而终止项目。GNE-7883（基因泰克开发）是高效选择性泛TEAD抑制剂。