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中文题目：在肝癌中一个新的肿瘤抑制因子IRF2BP2通过反馈环路调控Hippo信号通路 英文题目：The novel tumor suppressor IRF2BP2 regulates Hippo pathway in liver cancer via a feedback loop 关键词：IRF2BP2，VGLL4，Hippo信号通路，反馈环路，肝癌 发表杂志：Hepatology 阅读时间：20min Hippo信号通路简介 Genes Dev. 2016 Jan 1;30(1):1-17. doi: 10.1101/gad.274027.115.（图片来源） 该研究表明IRF2BP2是一个新的被YAP-TEAD转录复合物抑制的靶基因，它与VGLL4结合并增强其蛋白稳定性，从而抑制YAP的活性，实现潜在的抗肿瘤功能。 IRF2BP2-VGLL4-YAP介导的反馈环路揭示了IRF2BP2与Hippo信号通路调控肝癌进展的功能和分子机制，为肝癌的治疗和诊断提供一个潜在的策略。 为了研究IRF2BP2在肝癌发生发展中的潜在作用，研究人员首先分析了肝癌患者肿瘤样本中IRF2BP2的转录水平。与邻近的正常组织相比，肝癌样本中IRF2BP2的转录水平明显降低。随后的Kaplan-Meier生存分析结果显示，IRF2BP2低表达的患者具有较差的生存率（如图1）。 图1 IRF2BP2在肝癌(HCC)中是一个潜在的抑癌基因 为了研究IRF2BP2影响了哪些信号通路，研究人员对过表达以及敲低了IRF2BP2的HepG2细胞进行了RNA测序（RNA-seq）。KEGG信号通路分析结果显示，与对照组相比，在过表达以及敲低了IRF2BP2的肝癌细胞中有一些显著富集的信号通路，其中包括Hippo信号通路（如图2）。此外，差异基因表达分析的热图（heatmap）结果显示，在过表达IRF2BP2的肝癌细胞中，YAP下游靶基因的表达水平显著降低；相反地，在IRF2BP2敲除的肝癌细胞中，YAP下游靶基因的表达水平显著增加（如图2）。 图2 IRF2BP2显著影响了肝癌细胞中Hippo信号通路的活性 为了证实IRF2BP2能够负调控YAP的活性，研究人员在HepG2和Huh7细胞中检测了IRF2BP2对YAP下游靶基因表达的影响。结果表明，无论是在HepG2还是在Huh7细胞中，IRF2BP2的过表达都能显著降低YAP下游靶基因的蛋白水平和转录水平（如图3）。 图3 IRF2BP2抑制YAP下游靶基因的表达 进一步的功能实验表明，IRF2BP2的过表达能够显著抑制肝癌细胞的生长速率、克隆形成能力以及迁移能力。值得注意的是，野生型的HepG2细胞在裸鼠皮下能够正常地形成肿瘤，而过表达了IRF2BP2的HepG2细胞不能形成肿瘤。这些结果进一步证实了IRF2BP2作为肿瘤抑制因子抑制肝癌细胞的生长和肿瘤生成（如图4）。 图4 IRF2BP2抑制肝癌细胞的生长和肿瘤形成 为了进一步研究IRF2BP2对YAP下游基因的影响，研究人员使用CRISPR-Cas9技术构建了敲除IRF2BP2的HepG2细胞（IRF2BP2-KO）。在IRF2BP2-KO的细胞中，YAP靶基因的表达显著上调（如图5）。 图5 IRF2BP2的缺失促进YAP下游靶基因的表达 IRF2BP2的敲除显著增强了HepG2细胞的生长速率、克隆形成能力以及迁移能力。此外，敲除了IRF2BP2的HepG2细胞具有更强的皮下成瘤能力（如图6）。 图6 敲除IRF2BP2促进肝癌细胞的生长和肿瘤生成 研究人员在人IRF2BP2基因的启动子区域发现了3个保守的TEAD结合位点（TGGAATGT/A）。ChIP-qPCR实验结果显示TEAD4与IRF2BP2启动子近端保守的TEAD结合位点（R1）结合（如图7）。进一步，研究人员构建了由野生型和TEAD4结合缺陷型的IRF2BP2启动子驱动的荧光素酶报告基因质粒。YAP-5SA的过表达显著抑制了野生型IRF2BP2启动子报告基因的活性，但对突变的IRF2BP2启动子报告基因活性没有影响（如图7）。因此，IRF2BP2是YAP-TEAD4转录复合物的靶基因，并且受到YAP-TEAD4的负调控。 图7 IRF2BP2是一个被YAP-TEAD4转录复合物抑制的靶基因 5. IRF2BP2与VGLL4结合从而增强VGLL4对YAP的抑制作用 蛋白免疫共沉淀（Co-IP）结果显示VGLL4和IRF2BP2之间存在相互作用，当把IRF2BP2的H527和C530位点的氨基酸突变后，IRF2BP2就不能与VGLL4结合了（如图8）。此外，IRF2BP2-HC2A突变体完全消除了IRF2BP2对YAP靶基因的抑制作用，这表明IRF2BP2对YAP的抑制作用依赖于IRF2BP2与VGLL4之间的结合。此外，IRF2BP2的过表达能够增强VGLL4对YAP下游靶基因的抑制作用，也能增强VGLL4对YAP诱导的Gal4-TEAD4荧光素酶报告基因活性的抑制作用，但是IRF2BP2-HC2A突变体没有这些功能（如图8）。这些结果表明，IRF2BP2增强了VGLL4对YAP的抑制作用，并且依赖于IRF2BP2与VGLL4的相互作用。 图8 IRF2BP2与VGLL4相互作用
图9 VGLL4的一个新基序介导了VGLL4与IRF2BP2的相互作用 6. IRF2BP2稳定VGLL4从而增强VGLL4对YAP的抑制作用 随后，研究人员发现在Huh7和HepG2细胞中过表达IRF2BP2而不是IRF2BP2-HC2A能够增加VGLL4的蛋白水平。在IRF2BP2过表达的HepG2细胞中VGLL4的半衰期显著延长（如图10）。相反地，在IRF2BP2敲除的HepG2细胞中，VGLL4蛋白水平显著下调，VGLL4的半衰期也明显缩短（如图10）。这些数据表明，IRF2BP2能够稳定VGLL4蛋白。
图10 IRF2BP2稳定VGLL4的蛋白水平 7. IRF2BP2通过VGLL4抑制肝癌的发生发展 在肝脏中敲除MST1/2可导致肝脏的过度生长和肝癌的发生，这一功能是通过对YAP的持续激活实现的。研究人员将编码SB转座酶和Cre或者IRF2BP2/HC2A-P2A-Cre的质粒通过尾静脉注射的方法注射到MST1flox/flox;MST2-/小鼠的尾静脉中，从而诱导Cre和所示基因在肝细胞中的共同表达（如图11）。表达了Cre的MST1flox/flox;MST2-/-小鼠在尾静脉注射18周后能观察到较明显的肝肿瘤。与之相比，过表达IRF2BP2-Cre的小鼠肝脏表面只有较小的肿瘤产生，而过表达IRF2BP2-HC2A-Cre的小鼠表现出与过表达Cre的小鼠相似的表型（如图11）。以上体内结果表明了IRF2BP2-VGLL4-YAP介导的反馈回路在肝癌发生中发挥着关键的作用。
图11 IRF2BP2通过VGLL4抑制了肝脏肿瘤的形成 该研究发现了一个由IRF2BP2-VGLL4-YAP介导的反馈环路，这一反馈环路是IRF2BP2和Hippo信号通路调控肝癌发生发展的分子基础。当Hippo信号通路关闭时，YAP进入细胞核，YAP-TEAD4转录复合物促进CTGF、CYR61等靶基因的表达，并抑制IRF2BP2的表达。IRF2BP2的低表达使VGLL4蛋白变得不稳定，并减弱了IRF2BP2和VGLL4对YAP-TEAD4转录活性的抑制作用（如图12）。该研究揭示了在肝癌中IRF2BP2和Hippo信号通路的临床相关性，解析了肿瘤抑制因子IRF2BP2与癌基因YAP之间的相互调节机制，这可能为肝癌的治疗和诊断提供潜在的策略。未来可以研发出能够模拟IRF2BP2功能的小分子或者多肽，用于肝癌或者其它类型癌症的治疗。
IRF2BP2与Hippo信号通路介导的反馈环路调控肝癌发展的机制图 文章链接： https://aasldpubs.onlinelibrary./doi/abs/10.1002/hep.30961 科学严谨 服务卓越 金唯智☞专注于基因组研究和基因技术应用 我是魔法师GENE 金唯智的形象大使 秉持财富唯有智慧创造 为您传递基因组学服务咨询 助力您在生命科学领域的研究
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