Hippo信号通路在器官尺寸调控、组织再生和肿瘤发生等过程中发挥关键作用，自发现以来一直受到广泛的关注，是理想的药物靶点【1】。明确该通路的分子架构和调控机制是开发相应治疗策略的基础。
Hippo通路通常被认为是一个“线性”的激酶级联反应：MST1/2激酶/MAP4Ks激酶–LATS1/2激酶–YAP/TAZ转录共激活因子【2】。但是，在小鼠肝脏中敲除Hippo通路不同基因导致截然不同的器官尺寸和肿瘤类型【3，4】，这些遗传学数据很难用现有的“线性” 信号转导模型来解释。因此，为了深入理解LATS1/2和YAP/TAZ如何整合上游信号并发挥生物学功能，有必要重新审视Hippo信号通路的分子架构。
2023年3月15日，复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院余发星团队在The EMBO Journal杂志以长文形式发表了题为Two Hippo signaling modules orchestrate liver size and tumorigenesis的研究论文。该研究重构了Hippo通路核心信号网络，首次提出HPO1和HPO2“双模块”信号转导模型，二者协同调节LATS1/2和YAP/TAZ的活性，决定不同的细胞命运、器官尺寸和肿瘤进程。
NF2和WWC蛋白在Hippo信号转导过程中发挥重要作用。在本项工作中，研究人员发现，在NF2和WWC蛋白缺失细胞和组织中，LATS1/2激酶活性显著降低，而MST1/2和MAP4Ks的激酶活性则不受影响。进一步研究表明NF2和WWC蛋白能够直接与LATS1/2发生强相互作用。这些发现提示NF2和WWC蛋白在MST1/2和MAP4Ks下游发挥作用，而这与以往研究提出的模型有所不同。研究团队近期报道了WWC蛋白促进LATS1/2磷酸化的机制，这种作用依赖于SAV1和MST1/2，不依赖于NF2和MAP4Ks【5】；另外，NF2是MAP4Ks激酶底物，二者间存在蛋白相互作用【6】。本研究发现NF2可能作为接头蛋白介导MAP4Ks对LATS1/2的磷酸化修饰和活化。基于上述结果，本文提出了Hippo信号通路包括HPO1和HPO2两个信号转导模块，即MST1/2-SAV1-WWC1-3构成的HPO1和MAP4K1-7-NF2构成的HPO2，二者协同调节LATS1/2和YAP/TAZ的活性和功能。该模型在纵向将Hippo通路成员分为四个层次，从上游到下游依次为：Hippo样激酶（MST1/2和MAP4Ks）、接头蛋白（adaptors, 包活WWC蛋白，SAV1和NF2）, 整合蛋白（integrators， LATS1/2）和效应蛋白（effectors, YAP/TAZ）；同时，在横向将传统的“线性”通路分成两个相对独立的模块HPO1 和HPO2。因此，这一发现从根本上重新构建了Hippo信号通路核心组分的排列架构。
小鼠肝脏尺寸变化和肿瘤发生是Hippo通路功能的经典表型。本研究构建了11种Hippo通路基因（单基因或多基因）肝脏特异性敲除小鼠模型，并对肝脏尺寸和肝脏肿瘤进行了长时程观察。结果显示，HPO1对于器官尺寸调控具有主导作用作用，其完全缺失导致肝脏在2个月内增大4-5倍。在肿瘤发生方面，HPO1或HPO2缺失导致肝细胞癌缓慢发生，相反HPO1和HPO2同时缺失导致肝内胆管癌快速发生。
通过不同基因的组合敲除，研究团队能够灵活构建发病速度不同（1周–15月）、病理等级不同（良性或恶性）、瘤种不同（肝细胞癌或胆管癌）的小鼠肝脏肿瘤模型。因此，HPO1和HPO2在肝脏尺寸和肝脏肿瘤发生方面的功能具有差异性和协同性。
总之，本研究重构了Hippo通路核心信号网络，首次提出Hippo通路“双模块”信号转导模型，并在细胞及小鼠肝脏中进行了严格的检验。该模型在进化上高度保守，能有效地解释在不同Hippo通路基因缺失小鼠或果蝇中观察到的矛盾表型。这些发现为后续Hippo信号通路机制、功能研究和临床转化提供了强有力的理论基础。
(改自网络图片，寓意HPO1/2像两位“门神”，共同守卫Hippo通路的活性)
复旦大学生物医学研究院博士生祁思娴，钟振兴，朱雨闻，王业斌为本文共同第一作者。余发星研究员为通讯作者。中科院分子细胞科学卓越创新中心张雷，麻省大学医学院Mao Junhao及韩国科学技术院Dae-Sik Lim等多位教授对本研究做出了重要贡献。
余发星课题组长期研究Hippo信号通路调控机制及功能（发育及肿瘤），以通讯作者形式在Cell，Molecular Cell，The EMBO Journal，Cell Research，Cell Reports，Protein & Cell，EMBO Reports等期刊发表论文。课题组依托复旦大学生物医学研究院（IBS）和附属儿科医院，研究经费充足，现面向海内外英才，诚聘助理研究员、博士后及实验室管理员，欢迎志同道合、热爱科研的朋友加入，长期有效。详情请见课题组网站http://yu-lab.fudan.edu.cn及IBS官网https://ibs.fudan.edu.cn。
原文链接：https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2022112126
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3. Lu L, Li Y, Kim SM, Bossuyt W, Liu P, Qiu Q, Wang Y, Halder G, Finegold MJ, Lee JS, Johnson RL (2010) Hippo signaling is a potent in vivo growth and tumor suppressor pathway in the mammalian liver. Proc Natl Acad Sci U S A 107: 1437-42
4. Yi J, Lu L, Yanger K, Wang W, Sohn BH, Stanger BZ, Zhang M, Martin JF, Ajani JA, Chen J, Lee JS, Song S, Johnson RL (2016) Large tumor suppressor homologs 1 and 2 regulate mouse liver progenitor cell proliferation and maturation through antagonism of the coactivators YAP and TAZ. Hepatology 64: 1757-1772
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