管坤良教授是世界知名的分子生物学家，目前在美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）药学系任职。管坤良教授在Hippo信号通路等方面做出了突出的工作，曾获著名的“麦克阿瑟天才奖”。
6月中旬，管坤良教授等人在NatureReviews Drug Discovery期刊上发表题为《Targeting the Hippo pathwayin cancer，fibrosis，wound healingand regenerative medicine》的综述性文章，对不同疾病和生理过程中的Hippo信号通路进行了总结与回顾，并探讨了靶向Hippo信号通路关键蛋白的策略。
01 Hippo信号通路介绍
Hippo通路是在果蝇中首次发现的。1995年，两个研究团队发现在果蝇中敲除Warts（wts）后会导致多个组织的过度增殖，随后陆续有研究发现Salvador（sav）、Hippo（hpo）以及Mob（mats）等蛋白缺失也会产生类似Warts缺失的组织增生现象。经过十几年的探索，研究已经证实Hippo信号通路在细胞的生长、增殖、分化和凋亡等过程均发挥着重要的作用，并且参与调控组织器官的大小、形成及发育。
近年来的研究发现，Hippo-YAP/TAZ信号通路在人类多种恶性肿瘤中呈异常表达，且与肿瘤的恶性表型以及患者的预后密切相关，因此Hippo-YAP/TAZ是一种新的肿瘤分子标志物及潜在的治疗靶点。
目前，在哺乳类动物当中已阐明Hippo信号通路主要有以下4个部分组成：
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上游信号输入因子（包括Fat4、Dchs、FRMD6、NF2、KIBRA等），主要功能是接受细胞内外各种信号并将接收的信号转换成Hippo信号通路可识别的调节信号，进而调控Hippo；
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核心激酶级联反应链，包括MST1/2、hSAV1、LATS1/2和MOB1（MOBKL1A/MOBKL1B））；在上游信号分子作用下，Mst1/2发生磷酸化后与Sav1结合，激活Lats1/2和Mob1，活化的Lats1/2磷酸化YAP，使之与14－3－3结合滞于胞质中，抑制下游基因的表达。
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下游核心转录共激活因子（包括TAZ/YAP和TEADs），Hippo通路的主要的调控效应依赖于核心激酶级联反应链和下游转录共激活因子对靶基因的转录的调控。
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下游调节因子（包括ASPP1/2、p73、Ajuba等）。目前对Hippo通路的研究也越来越关注下游调节因子，其调控机制不仅在于调控Hippo通路本身，而且可能在与细胞信号通路网的形成中发挥作用，具有一定的研究价值。
Hippo信号通路的活性主要由各主要蛋白的磷酸化水平调控。如下图所示，当Hippo通路“开放（ON）”时，即上游信号传入激活核心激酶级联反应链中，蛋白激酶MST1/2先被磷酸化，磷酸化的MST1/2在蛋白SAV1的协助下激活LATS1/2和MOB1，磷酸化的LATS1/2和MOB1结合形成LATS1/2-Mob复合物，进一步促进了TAZ、YAP发生磷酸化，磷酸化的TAZ及YAP蛋白与细胞质中的14-3-3蛋白结合，经过泛素化修饰并被泛素化修饰并降解。当Hippo通路“关闭（OFF）”时，（即没有收到上游信号时）非磷酸化的TAZ/YAP核转位后与转录因子TEAD1-4结合形成转录复合体，激活下游靶基因CTGF、IGFBP3、Axl等，从而促进细胞增殖、分化、抑制凋亡等。在正常的细胞中，“ON”和“OFF”受到精确的调控，处在动态平衡之中。
YAP/TAZ的上游信号中最关键的是外界机械环境的刺激。细胞外基质的硬度及细胞形态改变能够通过肌动蛋白－细胞骨架和Rho-ROCK两条通路显著调控YAP/TAZ的活性，参与调节细胞的增殖、分化以及相邻细胞间连接的紧密程度。其次，胞外众多分泌信号可通过相关的GPCR信号向下传递，通过改变YAP/TAZ的核定位从而发挥调节效应。细胞内代谢状态也可调控YAP/TAZ的活性，细胞低活性状态时能抑制YAP/TAZ与TEAD的结合，从而抑制其转录活化下游靶基因，与细胞代谢相关的糖酵解、能量应激和甲羟戊酸生物合成参与调控YAP/TAZ的活性，当能量耗尽时，AMPK在阻碍YAP和TEAD之间相互作用的位点上直接磷酸化YAP。在正常细胞中，氧化应激水平对YAP/TAZ活性的调控主要表现为心肌细胞的损伤，但在肿瘤细胞中主要是促进LATS2蛋白降解，促使YAP/TAZ核转位。缺氧环境中，缺氧诱导因子HIF1可直接激活TAZ表达或与之相互作用来调节下游基因转录表达。
Hippo信号通路对细胞功能的调控主要表现在以下几个方面：
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调节细胞增殖和凋亡：维持细胞增殖和凋亡的动态平衡能保证机体内环境的稳态。Hippo信号通路中的调节因子通过磷酸化负性调控YAP水平，当某些调节因子突变时，能增强YAP的活性，进而增加下游靶基因如DIAP1和CycE等的表达，导致过度细胞增殖并抑制细胞凋亡。
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调控器官大小：正常组织中，YAP有一定量的表达。YAP过表达会导致组织器官增生，YAP失活会导致组织器官萎缩。Hippo信号通路中的上游调节基因通过级联反应调控YAP/TAZ的活性，当这些基因突变或缺失时，会使YAP的活性大大增加，引起细胞过度生长发育乃至癌症的发生。
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调节细胞接触性抑制：细胞接触性抑制是一种保持细胞正常形态的调节机制。当细胞接触性抑制丧失时，癌细胞呈锚定非依赖性生长。经研究表明，YAP/TAZ过表达会导致细胞接触性抑制丧失，产生某些致癌特性如锚定非依赖性生长、上皮细胞－间质转化（EMT）。
02 肿瘤中的Hippo信号通路异常
研究表明YAP/TAZ的激活可以促进细胞增殖，增强干细胞活性，加速组织修复与组织纤维化。其机制包括上调凋亡抑制剂的表达（如BCL-2、IAP等）促进细胞存活，调节细胞代谢促进细胞增殖，诱导胚胎细胞表型或更原始的干细胞的表达促进再生，激活星状细胞和成纤维细胞促进组织纤维化等。
随着高通量测序技术在肿瘤生物学中的应用，人们已经鉴定出一些肿瘤中存在着Hippo通路关键基因如YAP/TAZ的异常表达和突变，具体如下：
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YAP/TAZ蛋白表达的上调和异常激活：目前已经有许多研究鉴定出YAP/TAZ的过表达和异常激活在许多肿瘤的进程中扮演着重要角色（如下表所示，其中YAP1基因为编码YAP蛋白的基因，WWTR1基因为编码TAZ蛋白的基因）。
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YAP/TAZ上游调控蛋白的变异：YAP/TAZ蛋白上游存在一些负调控蛋白，这些负调控蛋白的失活突变在某些肿瘤中时有发生，如神经系统肿瘤中常见到NF2基因（编码Merlin蛋白的基因）的突变；NF2、LATS2在间皮瘤中突变频率较高；GPCRs下游蛋白GNAQ、GNA11的激活性突变在葡萄膜黑色素瘤中的突变频率超过80%。以上基因突变均能导致YAP/TAZ蛋白活性的异常升高。
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Hippo信号通路相关的基因融合：已经在部分肿瘤中鉴定到Hippo信号通路蛋白的基因融合，如编码TAZ蛋白的WWTR1基因与CAMTA1基因在90%的上皮样肝脏的婴儿血管内皮瘤（epithelioid haemangioendotheliomas）中可以检测到；YAP1和TFE3这两个基因在某些类型的血管肿瘤中融合频率较高；WWTR1、NF2、LATS1、LATS2等基因在肺癌中也能检测到基因融合现象。
除了上述蛋白表达的变化和基因突变外，Hippo信号通路还与肿瘤耐药性有关。肿瘤患者在接受靶向治疗一段时间之后通常会有很大的几率发生耐药，而部分靶向治疗的耐药与YAP/TAZ活性的上调有密切的关系。接受化疗与EGFR、RAS、BRAF等靶点靶向治疗的患者中可以观察到YAP/TAZ蛋白水平的上调，例如，在EGFR突变的肺癌细胞中，YAP的激活会导致靶基因AXL的上调，进而导致EGFRi耐药。
03 Hippo信号通路对免疫系统的调节作用
Hippo信号通路在免疫系统的调节过程中发挥重要作用，其中研究得最为清楚的是MST1蛋白。MST1对T细胞的发育、迁移以及树突细胞的功能具有重要作用，人和小鼠的MST1突变会导致免疫缺陷表型。此外，YAP/TAZ对CD4+ helper T（TH）细胞的分化必不可少，对CD4+CD25+辅助T细胞的功能也相当重要。
除了对免疫细胞的直接调控外，Hippo信号通路在肿瘤微环境也发挥着调控作用。在小鼠模型中发现，肿瘤细胞中YAP的高表达会招募更多的II型巨噬细胞和MDSCs，从而抑制肿瘤微环境中免疫细胞的功能。YAP/TAZ还能上调肿瘤细胞中PD-L1蛋白的表达，因此，靶向YAP/TAZ的靶向治疗有希望成为免疫治疗的联合疗法。
04 靶向Hippo信号通路的肿瘤治疗
Hippo信号通路中有多个关键蛋白扮演着tumor suppressor的角色，而YAP/TAZ的过度激活在在肿瘤的进程中发挥着重要的作用，因此靶向Hippo信号通路是一种潜在的肿瘤疗法。目前靶向Hippo信号通路关键蛋白或上游调控蛋白的药物如下图所示（其中红色表示导致YAP/TAZ受到抑制的药物，蓝色表示YAP/TAZ活性受到激活的药物，激活类药物主要用在组织修复和再生等方面）：
从结构上来讲，转录因子TEAD1/2/3/4有两个非常重要的结构域：DNA结合结构域（DBD）与YAP结合结构域（YBD）。在TEAD的YBD上，有三个区域较为重要，如下图所示。由于Site 3在所有的YEAD中的序列完全一致，因此针对Site 3设计的小分子抑制剂有望抑制YAP/TAZ与所有TEADs的结合。
YAP/TAZ蛋白只有在进入细胞核之后才能发挥转录调控功能，因此，从YAP/TAZ的定位入手开发药物也是可选项之一。有文章报道，肺癌细胞中的SCD1（stearoyl-CoA-desatuRASe 1）蛋白能够促进YAP/TAZ蛋白的入核转运，靶向SCD1的小分子抑制剂能够降低YAP/TAZ蛋白的活性。
除了YAP/TAZ-TEAD相互作用以外，还有一些非经典的TEAD上游信号，如VGLL家族蛋白VGLL1/2/3/4，p160等蛋白与TEAD的结合同样能够影响TEAD靶基因的表达，靶向这些相互作用的小分子抑制剂也可能提供一些药物开发的思路。（但笔者认为，靶向TEAD蛋白的PROTAC分子或许是更好的解决方案）。VGLL家族蛋白之中VGLL4较为独特：VGLL1-3是TEADs的转录共激活蛋白，但VGLL4则是一个tumor suppressor，并在胃癌中表达下调。此外，VGLL4与YAP竞争性结合TEADs，因此可以将VGLL4看做YAP的拮抗剂，因此激活VGLL4的功能可以抑制肿瘤细胞的生长。VGLL蛋白通过TDU结构域与TEADs结合，目前已有研究对TDU结构域的多肽类似物进行了研究，如上图中所提到的super-TDU。
05 Vivace Therapeutics
作为Hippo信号通路领域当之无愧的大佬，管坤良教授于2014年作为创始合伙人之一与刘斌教授和丁胜教授共同创办了Vivace Therapeutics，专注于开发靶向Hippo-YAP信号通路的抗肿瘤药物。
Vivace Therapeutics成立以来一直较为低调，官网上也无法查到公司在研研发管线的信息。2019年4月的AACR Annual Meeting上，Vivace Therapeutics的生物学总监Tracy T. Tang发表了题为《Targeting the Hippo-YAP Pathway with novel small molecule inhibitorsof the YAP-TEAD transcription activity》，可以管窥一下Vivace Therapeutics的研发进展。从下面的几页PPT中可以看到，目前Vivace Therapeutic的研发路径主要有两条，即靶向YAP-TEAD相互作用和靶向TEAD的palmitoylation修饰。