LATS1／2究竟如何調控ERα？

　　Nature爭鳴 | 一場關于乳腺癌細胞命運決定的爭論：

　　細胞命運的紊亂是許多人類疾病的基礎，其中也包括乳腺癌。然而，乳腺細胞命運的調節機制在很大程度上是未知的。乳腺上皮由分化的管腔上皮細胞和基底肌上皮細胞，以及未分化的干細胞和更多限制性祖細胞組成，乳腺癌起源于此，但乳腺上皮層次結構的分子機制仍不明確。

　　2017年1月9日，來自瑞士巴塞爾大學醫院的Mohamed Bentires-Alj團隊在Nature雜志上發表了一篇題為“The Hippo kinases LATS1 and 2 control human breast cell fate via crosstalk with ERα”的文章，該研究通過一種基于高通量共聚焦圖像的shRNA篩選方法，確定了調節乳腺細胞命運的腫瘤抑制因子在原代人乳腺上皮細胞中。研究人員（以下簡稱Britschgi等）發現LATS（large tumour suppressor kinases）1和2是Hippo通路的一部分，其缺失促進了管腔表型并增加了祖細胞數量，而這些細胞中的大多數恰巧是人類乳腺癌的起源，就機制而言，Britschgi等確定了Hippo和雌激素受體-α（ERα）信號之間的直接相互作用，在LATS存在下，ERα被泛素化及降解。LATS的缺失穩定了ERα和Hippo效應子YAP和TAZ，它們通過內在和旁分泌機制共同控制乳腺細胞的命運。這一發現揭示了LATS在調節人類乳腺細胞命運中的非經典（即不依賴YAP/TAZ）效應。

　　時隔四年，近日，來自加州大學圣地亞哥分校的管坤良團隊在Nature雜志上發表了題為“Hippo signalling maintains ER expression and ER+ breast cancer growth”的文章，該文作者（下文簡稱為Ma等）針對Britschgi等提出的“LATS1/2以獨立于其激酶活性或下游效應物YAP和TAZ的方式促進ERα降解”觀點提出了不同意見。

　　首先，Ma等人首先使用CRISPR–Cas9技術產生了LATS1/2雙敲除MCF-7細胞系，觀察到細胞生長遲緩的現象有悖于LATS1/2為腫瘤抑制因子的說法。隨后， Ma等通過RNA-seq發現LATS1/2缺陷顯著降低ESR1和ERα靶基因信號，令人驚訝的是，這一結果與Britschgi等使用shRNA敲低LATS1/2誘導ERα蛋白的結果不一致。那么是否可能是由于短暫敲除和穩定敲除LATS1/2本身會對ERα產生相反影響呢？Ma等使用了與Britschgi等相同的shRNA重復實驗也并未發現對ERα表達水平的影響。重要的是，小鼠乳腺類器官中Lats1/2的缺失也降低了ERα mRNA和蛋白的表達。這些數據提示LATS1/2對于ER+乳腺癌細胞和生理相關系統中的非癌細胞類型的ESR1表達是必需的。

　　對于Britschgi等提出的“LATS1過表達以獨立于激酶結構域的方式降低ERα”，Ma等使用相同細胞類型（MCF-7和T47D）重復實驗卻并未檢測到ERα蛋白的減少，此外，Ma等將野生型LATS2或其激酶滅活突變體重新導入LATS1/2雙敲除MCF-7細胞來檢測LATS激酶活性是否需要維持ERα，結果顯示ERα表達依賴于LATS激酶活性。作為LATS激酶的底物和功能效應物，YAP和TAZ的過度激活也足以抑制ERα的表達，LATS1/2缺乏引起的ERα的下調效果被YAP和TAZ的同時缺失完全減弱，這些數據提示LATS1/2通過YAP和TAZ調節ERα的表達。

　　此外，Ma等還進行了以下證明實驗：1）NF2是LATS激活所需的關鍵上游調節器，使用三個獨立的sgRNAs敲除NF2可消除LATS1和YAP的磷酸化，重要的是還可減少ERα mRNA和蛋白質，而不影響LATS1蛋白質的水平，強調了YAP和TAZ在介導LATS1/2維持ERα表達的作用中的必要且充分作用；2）LATS1/2的缺失可以降低ERα+MCF7、T47D和ZR-75-1細胞的細胞生長，相反，LATS1/2的缺失對ERα-乳腺癌細胞的生長幾乎沒有影響，且根據LATS1/2缺陷與否的細胞對ERα抑制劑4-羥基三苯氧胺（4-OHT）的生長抑制敏感性差異，推斷出LATS1/2的缺失通過降低ERα而抑制MCF-7細胞的生長。

　　總的來說，Ma等認為LATS1/2通過抑制YAP和TAZ來維持ERα的表達，從而促進ERα+乳腺癌細胞的生長，并提出基于LATS1/2失活能顯著降低ERα的實驗結果，靶向Hippo信號對ERα+乳腺癌，特別是對內分泌抵抗型乳腺癌不失為一種潛在的治療策略。

　　然而，對于Ma等提出的質疑，Britschgi等在同期Nature雜志上予以回應，為干擾ERα+乳腺癌細胞系中LATS1/2表達和活性的不同結果提供了一些可能的解釋。

　　首先，Britschgi等認為Ma等在重復shRNA實驗時使用的ERα+乳腺癌細胞系雖然與17年研究中所使用的相似，但可能是由實驗室間亞克隆的差異引起的。此外，完全敲除LATS1/2后存活的克隆，可能會激活代償途徑，CRISPR–Cas9敲除克隆的長期培養可以改變YAP和TAZ激活的應激效應，因此，適應性、選擇和代償性基因激活都是LATS1/2雙敲除細胞與shRNA5降低LATS1/2表達的細胞之間差異的可能原因。

　　此外，另一個可能導致這種差異的原因是在培養條件上。Britschgi等在M5培養基中培養了原代人乳腺上皮細胞和細胞系，與標準RPMI或DMEM制劑和Ma等人使用的乳腺類器官培養基相比，M5培養基保持了原代管腔上皮細胞的分化和增殖潛能，并可能有利于表達ERα的細胞的存活。

　　在17年的研究中，Britschgi等證明LATS1/2減少導致ERα泛素化增加，并通過非激酶依賴機制降解。而Ma等NF2缺乏能夠降低LATS1（表達水平不受影響）磷酸化、YAP磷酸化和ERα表達水平。Britschgi等認為這些LATS激酶誘發ERα調節的機制在不同細胞類型中可能有不同貢獻，且取決于上游信號輸入。結合Ma等人觀察到的“與激活YAP和TAZ后ERα幾乎完全下調相比，YAP和TAZ的缺失僅導致ERα輕微升高”，提示ERα水平可能受到其他機制調節。

　　總的來說，Britschgi等認為由于上述原因，兩個團隊可能產生了不一致的結果，但整體研究均挑戰了先前認為的LATS1/2僅作為腫瘤抑制因子的觀點。科研不是順水推舟，它正是在一次次的“打臉”和“真香”中不斷進步的，期間需要每一位科研工作者秉承著實事求是、嚴謹認真的態度，勇于提出質疑，公開討論和批判，共同推動科學進步。