YAP/TAZ转录激活的机制及癌症治疗的双靶向策略

The mechanism of YAP/TAZ transactivation and dual targeting for cancer therapy.

作者信息Man Yu, Jingning Wang, Xiao Zhang, Haoran Zhang, Chaoqiang Li, Juebei Li, Jiaming Lin, Jie Zheng, Liu Huang, Yan Li, Shuguo Sun
PMID40274828
发布时间2025-04-24
DOI10.1038/s41467-025-59309-w

实验完整度

包含体外细胞实验、NMR结构解析、小鼠同种移植瘤模型、患者来源细胞和类器官等多个证据层级,并进行功能验证(TAD敲除)和机制验证(蛋白互作和转录调控)。

主要模型

KrasLSLG12D;Trp53f/f小鼠肺肿瘤来源细胞系(TDCL) 人肺腺癌细胞系NCI-H1299 患者来源的原代肺腺癌细胞和类器官 C57BL/6J小鼠同种移植瘤模型

重点核对

YAP/TAZ TAD敲除对肿瘤生长和免疫浸润的影响(体内实验) TAD与TAF4/MED15相互作用的验证方法(Co-IP、NMR滴定、SPR) 合成的肽TJ-M11的浓度、处理时间和给药方式 用于转录分析的细胞系和基因(如CTGF、CYR61、CSF1、IL33)

摘要

转录共激活因子Yes相关蛋白(YAP)和具有PDZ结合基序的转录共激活因子(TAZ)通过转录输出在癌症中发挥关键作用。然而,它们的转录激活机制仍不清楚,且缺乏有效的靶向策略。在此,我们表明YAP/TAZ具有一个疏水性转录激活结构域(TAD)。TAD敲除由于生长缺陷而阻止肿瘤建立,并增强免疫攻击。机制上,TAD通过招募TATA结合蛋白相关因子4(TAF4)依赖性TFIID复合物促进预起始复合物(PIC)组装,并通过中介复合物亚基15(MED15)依赖性中介复合物招募增强RNA聚合酶II(Pol II)延伸,以表达致癌/免疫抑制程序。合成的肽TJ-M11选择性地破坏TAD与MED15和TAF4的相互作用,抑制肿瘤生长并使肿瘤对免疫治疗敏感。我们的发现表明,YAP/TAZ TAD通过疏水相互作用在PIC组装和Pol II延伸中发挥双重功能,代表了癌症治疗和联合免疫治疗的可操作靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
YAP/TAZ的转录激活结构域如何调控转录,以及能否作为癌症治疗的靶点?
核心机制
YAP/TAZ TAD通过疏水相互作用分别招募TAF4和MED15,促进PIC组装和Pol II延伸,从而驱动致癌和免疫抑制基因表达;TAD与MED15的相互作用还增强转录凝聚。
主要证据
NMR结构解析鉴定TAD的疏水特征;Co-IP和NMR滴定验证TAD与TAF4和MED15的直接互作;CUT&Tag显示TAF4和MED15敲低影响Pol II占用;TAD敲除和TJ-M11处理抑制肿瘤生长并增强免疫。
研究意义
靶向YAP/TAZ TAD与共激活因子的相互作用(尤其是FLTWL基序)为癌症治疗和联合免疫治疗提供了潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

TAD的结构表征

解析YAP/TAZ TAD的结构特征及其对转录激活的作用

通过序列比对和Gal4-UAS荧光素酶报告实验评估TAD活性,利用NMR解析TAD溶液结构,并验证疏水残基对转录活性的影响。

2

TAD功能验证(体外和体内)

评估TAD对肿瘤生长和免疫微环境的作用

在TDCL细胞中敲除YAP TAD(TAZ-/-背景),通过平板克隆和同种移植瘤实验观察肿瘤生长;在免疫缺陷小鼠中比较肿瘤大小;检测肿瘤浸润CD8+ T细胞和M2巨噬细胞;通过RNA-seq鉴定下游靶基因。

3

机制解析:TAD与TAF4相互作用

阐明TAD如何通过TAF4促进PIC组装和Pol II装载

通过BioID和Co-IP验证YAP与TAF4相互作用;NMR滴定确定结合界面(TAFH结构域);CUT&Tag分析TAF4敲低对Pol II占用的影响;RT-qPCR检测靶基因表达。

4

机制解析:TAD与MED15相互作用

阐明TAD如何通过MED15促进Pol II延伸

通过Co-IP验证YAP与MED15相互作用;NMR和SPR确定结合界面(ABD3域);CUT&Tag分析MED15敲低对Pol II延伸的影响;RT-qPCR检测新生RNA与mRNA比值;体内移植瘤实验评估MED15敲除对肿瘤生长的影响。

5

转录凝聚形成

验证TAD与MED15的疏水相互作用促进转录凝聚形成

通过共表达实验和体外液滴实验观察YAP和MED15的共凝聚;使用荧光显微镜监测转录活性。

6

靶向TAD的肽抑制剂验证

开发并验证靶向TAD相互作用的肽抑制剂的抗肿瘤效果

合成模拟FLTWL基序的肽(如TJ-M11),体外检测其对YAP靶基因和细胞增殖的影响;体内评估单药和联合抗PD-1的抗肿瘤效果;使用患者来源细胞和类器官验证。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
RPMI 1640培养基----
胎牛血清HyClone--
青霉素-链霉素Gibco--
抗Flag抗体(M2)Sigma-AldrichF3165
抗HA标签抗体(C29F4)Cell Signaling3724
抗YAP1抗体Cell Signaling14074
抗TAZ抗体(V386)Cell Signaling4833
抗TAZ抗体Cell Signaling83669
抗MED15抗体Proteintech11566-1-AP
抗TAF4抗体BiodragonBD-PT4527
抗SPT5抗体ABclonalA19225
抗PAF1抗体ABclonalA3437
抗CDK9抗体ABclonalA11145
Western-IP裂解液BeyotimeP0013
Protein G琼脂糖珠Millipore16-226
胶原酶IVInvitrogen17104019
脱氧核糖核酸酶IRoche10104159001
ACK裂解缓冲液GibcoA1049201
Percoll分离液GE Healthcare17-0891-01
可固定活力染料-eFluor 506eBioscience65-0866-14
CD45-percp/Cy5.5抗体BioLegendClone
抗CD3-APC抗体BioLegendClone
抗CD8a-PE/Cy7抗体BioLegendClone
固定/透化溶液BioLegend420801
透化/洗涤缓冲液BioLegend421002
抗IFNγ-Bv421抗体BioLegendClone
抗GZMB-FITC抗体BioLegendClone
Flex-T生物素H-2Kb/OVA (257-264)四聚体BioLegend280051
TrypLE Express消化液----
基质胶----
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂PromegaG9681
96孔白板Corning--
RNA提取试剂Vazyme BiotechRC112-01
HiScript II逆转录酶ABclonalRK20428
SYBR Green PCR预混液ABclonalRM21203
RNAprep纯化试剂盒TIANGENDP430
cDNA逆转录试剂盒ABclonalRK20400
SYBR Green实时PCR预混液Vazyme--
抗RNA聚合酶II CTD重复YSPTSPS抗体Abcamab817
正常小鼠IgGABclonalAC011
山羊抗小鼠IgG H&LAbcamab6708
亚精胺VazymeTD903
TruePrep Index Kit V2(Illumina)VazymeTD202
抗TTF-1抗体ZSGB-BioZM-0270
抗E-钙粘蛋白抗体Invitrogen13-1900
DAPI----
Ni-NTA树脂Qiagen30210
咪唑Sigma792527
Hiload 16/600 200 pg凝胶过滤柱GEGE28-9893-35
Cy3荧光染料MCEHY-D0822
PD-10脱盐柱GEGE17-0853-02
Amicon Ultra-15离心过滤器Millipore--
抗小鼠CD8α抗体BioXCellBE0061
抗PD-1抗体SelleckA2122
Lipofectamine RNAi-MAX转染试剂Life Technologies--
聚乙烯亚胺Polysciences--
聚凝胺Yeasen--
FACSVerse流式细胞仪BD--
Avance III 600 MHz核磁共振波谱仪Bruker--
Biacore T200系统Cytiva--
Q Exactive Plus质谱仪----
EASY-nLC 1200液相色谱系统----
2100 Expert生物分析仪Agilent--
Nanodrop 2000分光光度计Thermo Scientific--
Olympus FV3000共聚焦系统Olympus--
His-MED15-CY3荧光标记蛋白----
His-YAP-mEGFP荧光标记蛋白----
Fmoc保护的氨基酸----
HBTU缩合试剂----
异硫氰酸荧光素----
杀稻瘟菌素InvivoGeneant-bl-05
pET22b载体----
pET30a载体----
pFAST bacmid----
lentiCRISPRv2载体Addgene52961
pL-CRISPR.EFS.tRFP载体Addgene57819
psPAX2包装质粒Addgene12260
pMD2.G包装质粒Addgene12259

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系使用的培养基(DMEM或RPMI 1640)和添加剂(FBS、青霉素/链霉素)
阅读提示:Methods: Cell lines
TAD活性测定
Gal4-UAS-luciferase报告质粒用量和转染时间
阅读提示:Methods: UAS-Luc transcription assay
TAD敲除实验
TDCL细胞中YAP TAD敲除方法(CRISPR-Cas9)和细胞系背景(TAZ-/-)
阅读提示:Methods: Generation of knockout cell lines with CRISPR-Cas9; Figure 2
体内肿瘤模型
小鼠品系(C57BL/6J或NCG)、细胞注射数量、肿瘤体积计算方式
阅读提示:Methods: Tumor model
蛋白相互作用分析
NMR滴定中的蛋白浓度和摩尔比
阅读提示:Methods: NMR data collection, structure determination, relaxation and titration experiments
CUT&Tag实验
细胞数量、抗体使用量、片段化条件、测序平台
阅读提示:Methods: CUT & Tag experiments
肽处理实验
TJ-M11的浓度和处理时间(如4μM 48h)
阅读提示:Figure 7f; Methods: Cell viability and colony formation assay
免疫治疗联合实验
TJ-M11给药剂量(5 mg/kg)和频率、抗PD-1抗体剂量(200 μg)和频率
阅读提示:Methods: Tumor model; Figure 7i