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转录共激活因子 Yes 相关蛋白（YAP）和含 PDZ 结合基序的转录共激活因子（TAZ）在癌症发生发展中作用关键，但其转录激活机制不明且缺乏有效靶向策略。研究人员剖析 YAP/TAZ 的转录激活结构域（TAD），发现其可促进转录起始和延伸，合成的 TJ - M11 肽能抑制肿瘤生长，为癌症治疗提供新方向。
在癌症研究领域，转录共激活因子 Yes 相关蛋白（YAP）和含 PDZ 结合基序的转录共激活因子（TAZ）就像隐藏在黑暗中的 “神秘钥匙”，掌控着癌细胞的生长、免疫逃逸等关键进程。它们在众多人类癌症中异常活跃，对肿瘤的发生、发展以及免疫治疗抵抗有着重要影响。然而，这两把 “钥匙” 开启癌症 “大门” 的具体机制却一直是个谜，并且也缺乏有效的针对它们的治疗策略，这就好比在黑暗中摸索前行，找不到准确的方向。为了揭开这个谜团，华中科技大学同济医学院的研究人员勇挑重担，开展了一项意义重大的研究。
研究人员深入剖析 YAP/TAZ 的转录激活结构域（TAD），发现 TAD 具有疏水特性，它在转录激活过程中起着至关重要的双重作用。一方面，TAD 通过招募 TATA 结合蛋白相关因子 4（TAF4）依赖的 TFIID 复合物，助力转录起始前复合物（PIC）的组装，就像是为转录过程搭建好了 “起始平台”；另一方面，TAD 借助招募中介体复合物亚基 15（MED15）依赖的中介体，增强 RNA 聚合酶 II（Pol II）的延伸，推动转录的顺利进行。此外，研究人员还发现敲除 TAD 会导致肿瘤生长缺陷，并增强免疫攻击。基于这些发现，他们合成了肽 TJ - M11，该肽能选择性地破坏 TAD 与 MED15 和 TAF4 的相互作用，有效抑制肿瘤生长，还能增强免疫治疗效果。这项研究成果发表在《Nature Communications》上，为癌症治疗提供了全新的靶点和策略，犹如在黑暗中点亮了一盏明灯，给癌症患者带来了新的希望。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是基因编辑技术（CRISPR - Cas9），用于构建 YAP
TAD/Taz和 MED15 基因敲除细胞系，从而探究基因功能；二是蛋白质相互作用研究技术，如邻近依赖性生物素识别测定（BioID）、免疫共沉淀（Co - IP），以此确定蛋白质之间的相互作用；三是核磁共振（NMR）技术，用于解析蛋白质结构以及研究蛋白质 - 蛋白质相互作用的细节；四是 RNA 测序（RNA - Seq）和基因集富集分析（GSEA），分析基因表达变化和信号通路富集情况。同时，研究还使用了多种细胞系和小鼠模型，以及患者来源的肿瘤细胞和类器官进行实验。
下面来详细看看研究结果：
- YAP 和 TAZ 的 TAD 结构特征：通过蛋白质序列比对和荧光素酶报告基因检测等实验，确定 TAZ 在 C 末端存在与 YAP 类似的 TAD，二者均富含疏水和酸性氨基酸。NMR 分析显示，TAD 主要由内在无序区域（IDR）组成，YAP - TAD 还含有一个短的两亲性 α - 螺旋。对 YAP - TAD 的氨基酸进行替换实验发现，其两亲性螺旋和 FLTWL 基序与转录因子的相互作用对基因激活至关重要。
- YAP 的 TAD 启动免疫抑制转录程序：利用 CRISPR - Cas9 技术敲除 YAP 在 TAZ 背景下的 TAD，发现敲除 TAD 的肿瘤细胞在体外生长部分受损，在免疫健全的动物体内无法成瘤，而在免疫缺陷小鼠体内能生长。进一步研究表明，YAP - TAD 缺失会增加肿瘤特异性 CD8+ T 细胞浸润，增强其细胞毒性。RNA 测序和 GSEA 分析确定了 YAP - TAD 参与免疫抑制的靶基因，如 Tgfb2、Il33 和 Itgb2 等，这些基因的表达下调会减少 M2 巨噬细胞浸润，进而增强 CD8+ T 细胞的功能。
- YAP/TAZ 的 TAD 通过招募 TAF4 启动 PIC 组装和 Pol II 加载：BioID 实验发现 YAP TAD 与 TFIID、中介体复合物等转录组件相互作用。Co - IP 和 NMR 实验证实 YAP 与 TAF4 存在物理相互作用，且 TAD 和 FLTWL 基序对该相互作用至关重要。TAD - TAF4 相互作用主要依赖疏水相互作用，涉及 TAF4 的 TAFH 结构域的疏水口袋以及 YAP - TAD 的螺旋和 FLTWL 基序。敲低 TAF4 会降低 YAP 靶基因的表达，减少 Pol II 在 YAP/TAZ 靶基因转录起始位点（TSS）的加载，表明 TAF4 在 YAP 驱动的转录中起重要作用。
- YAP/TAZ 的 TAD 招募 MED15 促进 Pol II 有效延伸：免疫共沉淀实验表明 YAP 与 MED15 相互作用，敲除 TAD 会消除这种相互作用。BioID 和 Co - IP 实验显示 MED15 与多种延伸因子相互作用，敲低 MED15 会导致 YAP 靶基因表达下调，增加 Pol II 在靶基因的 TSS 和基因体的占用，但会使靶基因表达降低，说明 MED15 参与 YAP 转录激活过程，对肿瘤细胞生长至关重要。
- YAP - TAD 与 MED15 的疏水相互作用促进转录枢纽形成：研究发现 MED15 能被招募到 YAP 凝聚物中，增强 YAP 凝聚，促进转录枢纽形成。通过共表达不同区域的 MED15 和 YAP，确定 MED15 的中间片段对共凝聚至关重要。进一步研究发现，MED15 的 ABD3 结构域与 YAP - TAD 相互作用，增强 YAP 凝聚，促进转录。
- TAD 与 MED15 相互作用的机制：多序列比对发现人 MED15 存在三个相对保守的 ABDs，HDX - MS 和 NMR 实验表明 YAP - TAD 主要与 MED15 的 ABD3 结构域结合。NMR 滴定实验确定了 YAP - TAD 和 MED15 - ABD3 相互作用的具体结合位点，发现 α - 螺旋和 FLTWL 基序均参与结合，且 FLTWL 基序与 MED15 - ABD3 的相互作用更为独立。
- 针对 TAD 相互作用的小肽抑制肿瘤生长并增强 aPD - 1 免疫治疗效果：基于 TAD 转录激活依赖疏水相互作用的特点，合成了多种模拟 FLTWL 基序的小肽。其中，TJ - M11 肽能有效抑制肿瘤细胞生长，阻断 YAP 与 TAF4 和 MED15 的相互作用，下调 YAP 靶基因转录。在多种细胞系、患者来源的原代细胞系和类器官模型中，TJ - M11 均表现出良好的抗肿瘤活性。在体内实验中，TJ - M11 能显著抑制肿瘤生长，与抗 PD - 1 抑制剂联合使用时，可增强免疫治疗效果，逆转抗 PD - 1 抑制剂的适应性耐药。
研究结论和讨论部分指出，该研究进一步明确了 YAP（450 - 504）的核心 TAD 在肿瘤发生中的作用，揭示了 TAD 在转录激活中的双重功能，为理解 YAP 转录激活机制提供了新视角。同时，发现的 YAP - TAD 与 MED15 的相互作用机制，以及小肽 TJ - M11 的抗肿瘤效果，为癌症治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。然而，目前仍有一些问题有待解决，比如中介体复合物招募延伸因子的具体机制还不清楚，未来需要进一步深入研究。总体而言，这项研究成果为癌症治疗领域带来了新的突破和希望，为后续的研究和临床应用奠定了坚实的基础。
