重磅发现！维替泊芬靶向 YAP/TAZ，直击乳腺癌干细胞耐药难题

为解决乳腺癌干细胞（brCSCs）耐药导致疾病复发和高死亡率的问题，印度研究人员开展 YAP/TAZ 在 brCSCs 中作用及维替泊芬（VP）靶向研究。结果发现 VP 可消除耐药 brCSCs。推荐阅读，助你了解乳腺癌治疗新策略。

　　

在癌症的世界里，乳腺癌就像一个狡猾的 “敌人”，总是给治疗带来诸多挑战。其中，乳腺癌干细胞（brCSCs）更是 “难啃的骨头”，它们在化疗后依然顽强地存活下来，就像隐藏在黑暗中的 “种子”，随时可能 “发芽”，导致疾病复发，让患者的死亡率居高不下。

为什么乳腺癌干细胞如此难以对付呢？原来，它们拥有耐药的 “盾牌”，这使得常规的化疗药物对它们效果不佳。科学家们深知，要想战胜乳腺癌，就必须揭开乳腺癌干细胞耐药的神秘面纱，找到针对它们的有效治疗策略。而转录因子 SOX2，被发现是维持乳腺癌干细胞 “生命力” 的关键角色。之前有研究表明，抑制 SOX2 或许能消灭这些顽固的细胞。然而，想要直接用药物瞄准 SOX2 可不容易，因为它的结构有些 “奇怪”，结合界面存在内在无序的问题，就像一个没有明显 “靶点” 的目标，让药物很难精准地发挥作用。

在这样的困境下，来自印度的研究人员没有放弃探索。他们经过不懈努力，在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了一篇名为 “YAP/TAZ regulate stemness and mitochondrial homeostasis in breast cancer stem cells and their targeting with verteporfin eradicates chemoresistant cells” 的论文。他们发现，转录共激活因子 YAP/TAZ 就像是乳腺癌干细胞的 “帮凶”，不仅与 SOX2 相互勾结，还对线粒体的 “工作状态” 有着重要影响。通过抑制 YAP/TAZ，能够有效削弱乳腺癌干细胞的 “势力”，减少其数量。而且，他们还找到了一种 “秘密武器”——FDA 批准的药物维替泊芬（VP），它可以精准地抑制 YAP/TAZ，显著降低乳腺癌干细胞的肿瘤起始能力，为治疗乳腺癌带来了新的希望。

为了开展这项研究，研究人员使用了多种技术方法。他们通过蛋白质免疫印迹（Western blot）来检测蛋白质的表达水平，就像是给蛋白质做 “体检”，看看它们的 “健康状况” 如何；利用免疫共沉淀（Co - immunoprecipitation）技术，来发现蛋白质之间的相互作用，了解它们是如何 “勾结” 在一起的；借助细胞活力检测，评估细胞的生存能力，判断治疗手段对细胞的 “打击效果”；还运用了分子对接分析，预测分子之间的结合模式，就像提前绘制出分子相互作用的 “地图”。

下面，让我们一起来看看他们的研究结果。

1. 转录共激活因子 YAP/TAZ 与转录因子 SOX2 相互作用：研究人员发现，在乳腺癌患者的肿瘤组织中，YAP/TAZ 的表达明显升高，而且它们与 SOX2 之间存在着密切的联系。通过基因表达谱分析发现，在化疗后的三阴性乳腺癌患者的 brCSCs 中，YAP/TAZ 显著上调。为了模拟化疗环境，他们用紫杉醇处理三阴性乳腺癌细胞 MDA - MB - 231 和 MDA - MB - 468，结果发现这些细胞中 SOX2、ALDH1A1 和 YAP/TAZ 的表达都增加了。同时，在乳腺癌干细胞富集的条件下培养细胞（即培养成乳腺球），发现 YAP/TAZ 在乳腺球中的表达比在普通贴壁细胞中更高。进一步的研究还发现，YAP/TAZ 与 SOX2 在细胞核内存在物理相互作用，而且这种相互作用在乳腺癌肿瘤组织中比在正常组织中更为显著。通过构建 YAP 的缺失突变体（ΔTBD），发现缺失 TBD 结构域会破坏 YAP 与 SOX2 的相互作用，这表明 TBD 结构域在维持这种相互作用中起着关键作用。

2. 沉默 YAP/TAZ 抑制乳腺球的干性并破坏氧化还原稳态：研究人员通过 siRNA 介导的 YAP/TAZ 基因沉默实验，发现 YAP/TAZ 缺失会导致 SOX2 及其下游靶基因 NANOG 和 CCND1 的表达显著降低。这就像是拔掉了乳腺癌干细胞的 “能量源”，使得 ALDH?细胞群体和 CD44?/CD24?细胞群体减少，乳腺球的大小、数量和形成效率都明显下降。同时，YAP/TAZ 的缺失还会影响氧化还原平衡，导致 NRF2 表达降低，KEAP1 表达增加，细胞内活性氧（ROS）水平升高，抗氧化剂超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）水平降低。这一系列变化说明，沉默 YAP/TAZ 能够有效地破坏乳腺癌干细胞的干性和氧化还原平衡。

3. 乳腺球呈现碎片化线粒体形态且代谢活性较低，对 OXPHOS 抑制更敏感：研究人员对化疗后的患者乳腺癌肿瘤组织进行分析，发现其中线粒体相关蛋白的表达发生了变化。在乳腺球中，线粒体裂变蛋白 DRP1 和融合蛋白 OPA1、MFN1 的表达显著降低，而 ETC 复合物蛋白的表达增加。通过对线粒体形态的观察，发现乳腺球中的线粒体主要呈现碎片化形态，而且其长度和连接性都明显低于贴壁细胞。进一步研究发现，乳腺球的代谢活性较低，产生的 ATP 和乳酸较少，基础呼吸率和 ATP 相关的氧消耗率（OCR）也较低。而且，抑制 OXPHOS 会显著增加乳腺球中死亡细胞的比例，这表明 OXPHOS 对维持乳腺球细胞的活力至关重要。

4. YAP/TAZ 调节乳腺球中 DRP1 的稳定性以维持线粒体稳态：当研究人员沉默 YAP/TAZ 时，发现乳腺球中 OPA1、MFN1、NDUFA9、UQCRC2 和 OSCP 的表达降低，而 DRP1、pDRP1 和 FIS1 的表达增加，同时凋亡标记物 cleaved caspase - 3 和 cleaved PARP 的表达也增加。这说明 YAP/TAZ 的缺失会破坏线粒体的稳态，诱导细胞死亡。进一步研究发现，YAP/TAZ 与 DRP1 在细胞质中存在相互作用，而且这种相互作用主要通过 YAP 的 TBD 结构域。沉默 YAP/TAZ 会导致 DRP1 在细胞质中的定位发生改变，更多地转移到线粒体中，同时线粒体形态变得更加碎片化，线粒体呼吸功能受损，细胞活力降低，凋亡细胞比例增加。

5. 抑制 YAP/TAZ 损害三阴性乳腺癌患者来源的肿瘤球的干性并破坏线粒体稳态，促进细胞死亡：为了验证研究结果的临床相关性，研究人员建立了三阴性乳腺癌患者来源的肿瘤球模型。他们发现，在患者来源的肿瘤球中，YAP/TAZ 与 SOX2 在 CD44?/CD24?细胞的细胞核内存在相互作用。沉默 YAP/TAZ 会导致 SOX2 及其下游靶基因的表达降低，肿瘤球的形成效率和 CD44?/CD24?细胞群体减少，ROS 水平升高，NRF2 表达降低，KEAP1 表达增加，SOD 和 GSH 水平降低。同时，YAP/TAZ 的缺失还会导致线粒体裂变和融合标记物的表达改变，DRP1 表达增加，线粒体长度缩短，ATP 水平降低，细胞活力下降。

6. 维替泊芬（VP）降低乳腺球的干性和肿瘤起始能力：研究人员使用 VP 来抑制 YAP/TAZ 的功能。分子对接分析表明，VP 能够与 YAP 和 TAZ 相互作用。用不同剂量的 VP 处理 MDA - MB - 231 细胞和乳腺球后发现，乳腺球对 VP 更为敏感，其 IC??值低于贴壁细胞。VP 处理不仅会降低 YAP、TAZ 和 SOX2 的表达，破坏它们之间的相互作用，还会减少乳腺球的数量和形成效率，降低 ALDH?细胞群体和 CD44?/CD24?细胞群体。通过体内极限稀释移植实验发现，VP 处理会显著降低 4T1 乳腺球的肿瘤形成效率，减小肿瘤大小，降低癌症干细胞的频率。

7. 维替泊芬破坏乳腺球的线粒体和氧化还原稳态：研究人员发现，VP 处理会导致乳腺球中 DRP1、FIS1 和 KEAP1 的表达增加，线粒体融合蛋白、ETC 复合物蛋白和 NRF2 的表达降低。用 VP 的 IC??剂量处理乳腺球后，线粒体形态变得更加碎片化，长度缩短，线粒体呼吸功能受损，基础呼吸率和 ATP 相关的 OCR 降低。同时，VP 处理还会导致细胞内 ROS 水平升高，SOD 和 GSH 水平降低。有趣的是，VP 对正常乳腺组织来源的乳腺球没有明显毒性，而且能够显著降低患者乳腺癌组织来源的乳腺球的线粒体生物发生。

8. 维替泊芬联合紫杉醇诱导细胞系和患者来源的类器官中的癌细胞凋亡：研究人员发现，VP 处理会导致乳腺球中凋亡标记物的表达增加，细胞活力降低，凋亡细胞比例增加。之前的研究表明，紫杉醇单独使用对乳腺球的活力影响较小，但当与 VP 联合使用时，会显著降低乳腺球的活力，增加凋亡细胞的比例。在患者来源的肿瘤球模型中，VP 处理也会降低 CD44?/CD24?细胞群体，增加 ROS 水平，降低细胞活力。在患者来源的类器官实验中，VP 预处理能够使类器官对紫杉醇化疗更加敏感，即使在较低剂量的紫杉醇下，也能显著降低类器官的细胞活力。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：YAP/TAZ 在乳腺癌干细胞的干性维持和线粒体稳态调节中起着关键作用。它们与 SOX2 相互作用，共同维持乳腺癌干细胞的特性。沉默 YAP/TAZ 或使用 VP 抑制 YAP/TAZ 的功能，能够有效地破坏乳腺癌干细胞的干性、线粒体稳态和氧化还原平衡，诱导细胞死亡，降低肿瘤起始能力。而且，VP 与紫杉醇联合使用，能够增强对乳腺癌干细胞的杀伤作用，为乳腺癌的治疗提供了新的策略。

这项研究的意义重大。它揭示了 YAP/TAZ 在乳腺癌干细胞中的重要作用机制，为我们理解乳腺癌的耐药性和复发提供了新的视角。同时，VP 作为一种 FDA 批准的药物，有望被重新用于乳腺癌的治疗，为乳腺癌患者带来新的希望。这种对现有药物的重新利用，不仅可以缩短新药研发的周期，还能降低研发成本，为临床治疗提供更高效、更经济的选择。相信在未来，基于这些研究成果，乳腺癌的治疗将会取得更大的突破，让更多患者摆脱乳腺癌的困扰。