微管结构重塑通过调控AMOT蛋白稳定性连接机械信号传导与Hippo通路

本研究揭示了微管结构在细胞机械信号转导中的核心作用：机械激活时微管重组为放射状阵列，通过动力蛋白介导的AMOT蛋白转运至中心体周边蛋白酶体降解，解除对YAP/TAZ的胞质锚定。Hippo通路激酶LATS通过磷酸化AMOT使其逃逸降解，间接调控机械信号传导。该发现建立了细胞骨架重组与Hippo信号的全新连接机制，为靶向YAP/TAZ的肿瘤治疗提供新思路。

　　

细胞感知并响应机械力的机制一直是细胞生物学领域的核心问题。尽管Yes相关蛋白（YAP）及其同源物PDZ结合基序转录共激活因子（TAZ）被确认为机械信号的关键转录调节因子，但机械力如何通过细胞骨架变化最终调控YAP/TAZ活性的具体机制仍不明确。传统研究主要聚焦于F-肌动蛋白微丝，而微管系统在机械信号传导中的作用几乎未被探索。《Nature Cell Biology》最新发表的研究首次揭示了微管架构通过调控血管紧张素原（AMOT）蛋白稳定性，成为连接机械信号与Hippo通路的核心枢纽。

研究团队采用多种关键技术方法：包括基于水凝胶的细胞力学微环境操控系统、微图案化细胞培养技术、CRISPR-Cas9基因编辑构建AMOT三敲除细胞系、免疫共沉淀分析蛋白相互作用、活细胞成像追踪蛋白质运输，以及人类三阴性乳腺癌组织样本的数字化病理分析。

微管中心体组织作为机械信号传导的主导决定因素

研究人员发现，在机械激活（mechano-ON）状态下，细胞表现出显著的中心体周围微管组织中心（MTOC），微管呈星状排列从MTOC辐射而出。相反，在机械抑制（mechano-OFF）状态下，微管失去中心体组织，形成围绕细胞核的笼状结构。通过刚度梯度实验证实，YAP/TAZ核定位与中心体数量直接相关，单个中心体对应最高核YAP/TAZ水平。

应力纤维亚群、核膜和微管之间的机械连续性

研究发现存在两种应力纤维亚群：不与核膜（NE）接触的普通应力纤维和与核膜基底侧专门连接的核相关应力纤维（NASFs）。通过干扰连接核膜与细胞骨架的LINC复合物（如SUN2），不仅消除了NASFs形成，导致核膜松弛，还引起YAP/TAZ胞质滞留。微管通过nesprin4和emerin等锚定因子与核膜物理连接，这种连接对于中心体形成和微管径向组织至关重要。

AMOT蛋白稳定性作为机械调节器

AMOT被鉴定为关键的机械调节因子：在机械-OFF状态下稳定存在，与YAP/TAZ结合并将其锚定在胞质；在机械-ON状态下通过微管运输至中心体周边蛋白酶体降解。邻近连接 assays（PLA）显示YAP/AMOT相互作用 exclusively发生在机械-OFF细胞的胞质中。CRISPR介导的AMOT三敲除完全拯救了机械-OFF状态下的YAP/TAZ核进入。

AMOT稳定性的机械调节依赖于沿微管的逆行运输

研究发现AMOT通过动力蛋白（dynein）/动力蛋白激活蛋白（dynactin）复合物进行逆行运输。抑制动力蛋白介导的运输（如使用dynarrestin或ciliobrevin D）导致机械-ON细胞中AMOT异常稳定。生化实验证实AMOT与dynactin组分DCTN1直接结合，且该相互作用受LATS激酶对AMOT Ser175磷酸化的调节——磷酸化模拟突变体AMOT-S175E结合DCTN1能力降低，而非磷酸化突变体AMOT-S175A结合增强。

整合机械信号传导与Hippo通路的统一模型

LATS激酶通过磷酸化AMOT-S175，阻止其与DCTN1结合和后续降解，间接调节YAP/TAZ机械响应。实验证明LATS1/2双敲除细胞仍对机械抑制敏感，但通过稳定AMOT（如抑制TNKS1/2）可使YAP/TAZ对LATS缺失不敏感，表明Hippo通路主要通过调节AMOT降解间接影响机械信号传导。

AMOT在经典机械生物学 assay中的生物学作用

在人间充质干细胞（hMSC）成脂分化模型中，AMOT缺失损害了机械-OFF状态下的成脂分化。在上皮细胞增殖模式研究中，AMOT缺失导致整个微图案岛屿异常增殖。在肿瘤发生模型中，致癌基因HER2^CA通过诱导AMOT降解促进YAP/TAZ依赖性肿瘤发生，而AMOT过表达抑制MDA-MB-231细胞的体内成瘤能力。人类三阴性乳腺癌样本分析显示AMOT表达与YAP/TAZ核定位呈负相关。

该研究建立了机械信号传导的全新范式：机械力通过核相关应力纤维-核膜-微管连续体传递，诱导中心体形成和微管重组，通过动力蛋白介导的AMOT逆行运输和蛋白酶体降解，快速解除YAP/TAZ抑制。Hippo/LATS通路通过磷酸化AMOT-S175调节这一过程的幅度，而非直接控制机械响应。AMOT作为机械响应的核心调节节点，其稳定性变化解释了YAP/TAZ如何快速响应机械环境变化，并为靶向YAP/TAZ的癌症治疗提供了新的策略方向——稳定AMOT可能成为抑制YAP/TAZ驱动肿瘤发生的有效手段。