LATS1/2究竟如何调控ERα？
Nature争鸣 | 一场关于乳腺癌细胞命运决定的争论：
细胞命运的紊乱是许多人类疾病的基础，其中也包括乳腺癌。然而，乳腺细胞命运的调节机制在很大程度上是未知的。乳腺上皮由分化的管腔上皮细胞和基底肌上皮细胞，以及未分化的干细胞和更多限制性祖细胞组成，乳腺癌起源于此，但乳腺上皮层次结构的分子机制仍不明确。
2017年1月9日，来自瑞士巴塞尔大学医院的Mohamed Bentires-Alj团队在Nature杂志上发表了一篇题为“The Hippo kinases LATS1 and 2 control human breast cell fate via crosstalk with ERα”的文章，该研究通过一种基于高通量共聚焦图像的shRNA筛选方法，确定了调节乳腺细胞命运的肿瘤抑制因子在原代人乳腺上皮细胞中。研究人员（以下简称Britschgi等）发现LATS（large tumour suppressor kinases）1和2是Hippo通路的一部分，其缺失促进了管腔表型并增加了祖细胞数量，而这些细胞中的大多数恰巧是人类乳腺癌的起源，就机制而言，Britschgi等确定了Hippo和雌激素受体-α（ERα）信号之间的直接相互作用，在LATS存在下，ERα被泛素化及降解。LATS的缺失稳定了ERα和Hippo效应子YAP和TAZ，它们通过内在和旁分泌机制共同控制乳腺细胞的命运。这一发现揭示了LATS在调节人类乳腺细胞命运中的非经典（即不依赖YAP/TAZ）效应。
时隔四年，近日，来自加州大学圣地亚哥分校的管坤良团队在Nature杂志上发表了题为“Hippo signalling maintains ER expression and ER+ breast cancer growth”的文章，该文作者（下文简称为Ma等）针对Britschgi等提出的“LATS1/2以独立于其激酶活性或下游效应物YAP和TAZ的方式促进ERα降解”观点提出了不同意见。
首先，Ma等人首先使用CRISPR–Cas9技术产生了LATS1/2双敲除MCF-7细胞系，观察到细胞生长迟缓的现象有悖于LATS1/2为肿瘤抑制因子的说法。随后， Ma等通过RNA-seq发现LATS1/2缺陷显著降低ESR1和ERα靶基因信号，令人惊讶的是，这一结果与Britschgi等使用shRNA敲低LATS1/2诱导ERα蛋白的结果不一致。那么是否可能是由于短暂敲除和稳定敲除LATS1/2本身会对ERα产生相反影响呢？Ma等使用了与Britschgi等相同的shRNA重复实验也并未发现对ERα表达水平的影响。重要的是，小鼠乳腺类器官中Lats1/2的缺失也降低了ERα mRNA和蛋白的表达。这些数据提示LATS1/2对于ER+乳腺癌细胞和生理相关系统中的非癌细胞类型的ESR1表达是必需的。
对于Britschgi等提出的“LATS1过表达以独立于激酶结构域的方式降低ERα”，Ma等使用相同细胞类型（MCF-7和T47D）重复实验却并未检测到ERα蛋白的减少，此外，Ma等将野生型LATS2或其激酶灭活突变体重新导入LATS1/2双敲除MCF-7细胞来检测LATS激酶活性是否需要维持ERα，结果显示ERα表达依赖于LATS激酶活性。作为LATS激酶的底物和功能效应物，YAP和TAZ的过度激活也足以抑制ERα的表达，LATS1/2缺乏引起的ERα的下调效果被YAP和TAZ的同时缺失完全减弱，这些数据提示LATS1/2通过YAP和TAZ调节ERα的表达。
此外，Ma等还进行了以下证明实验：1）NF2是LATS激活所需的关键上游调节器，使用三个独立的sgRNAs敲除NF2可消除LATS1和YAP的磷酸化，重要的是还可减少ERα mRNA和蛋白质，而不影响LATS1蛋白质的水平，强调了YAP和TAZ在介导LATS1/2维持ERα表达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细胞的细胞生长，相反，LATS1/2的缺失对ERα-乳腺癌细胞的生长几乎没有影响，且根据LATS1/2缺陷与否的细胞对ERα抑制剂4-羟基三苯氧胺（4-OHT）的生长抑制敏感性差异，推断出LATS1/2的缺失通过降低ERα而抑制MCF-7细胞的生长。
总的来说，Ma等认为LATS1/2通过抑制YAP和TAZ来维持ERα的表达，从而促进ERα+乳腺癌细胞的生长，并提出基于LATS1/2失活能显著降低ERα的实验结果，靶向Hippo信号对ERα+乳腺癌，特别是对内分泌抵抗型乳腺癌不失为一种潜在的治疗策略。
然而，对于Ma等提出的质疑，Britschgi等在同期Nature杂志上予以回应，为干扰ERα+乳腺癌细胞系中LATS1/2表达和活性的不同结果提供了一些可能的解释。
首先，Britschgi等认为Ma等在重复shRNA实验时使用的ERα+乳腺癌细胞系虽然与17年研究中所使用的相似，但可能是由实验室间亚克隆的差异引起的。此外，完全敲除LATS1/2后存活的克隆，可能会激活代偿途径，CRISPR–Cas9敲除克隆的长期培养可以改变YAP和TAZ激活的应激效应，因此，适应性、选择和代偿性基因激活都是LATS1/2双敲除细胞与shRNA5降低LATS1/2表达的细胞之间差异的可能原因。
此外，另一个可能导致这种差异的原因是在培养条件上。Britschgi等在M5培养基中培养了原代人乳腺上皮细胞和细胞系，与标准RPMI或DMEM制剂和Ma等人使用的乳腺类器官培养基相比，M5培养基保持了原代管腔上皮细胞的分化和增殖潜能，并可能有利于表达ERα的细胞的存活。
在17年的研究中，Britschgi等证明LATS1/2减少导致ERα泛素化增加，并通过非激酶依赖机制降解。而Ma等NF2缺乏能够降低LATS1（表达水平不受影响）磷酸化、YAP磷酸化和ERα表达水平。Britschgi等认为这些LATS激酶诱发ERα调节的机制在不同细胞类型中可能有不同贡献，且取决于上游信号输入。结合Ma等人观察到的“与激活YAP和TAZ后ERα几乎完全下调相比，YAP和TAZ的缺失仅导致ERα轻微升高”，提示ERα水平可能受到其他机制调节。
总的来说，Britschgi等认为由于上述原因，两个团队可能产生了不一致的结果，但整体研究均挑战了先前认为的LATS1/2仅作为肿瘤抑制因子的观点。科研不是顺水推舟，它正是在一次次的“打脸”和“真香”中不断进步的，期间需要每一位科研工作者秉承着实事求是、严谨认真的态度，勇于提出质疑，公开讨论和批判，共同推动科学进步。
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项目成果
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