Hippo信号通路系统性分析鉴定TEAD1为神经内分泌前列腺癌（Neuroendocrine Prostate Cancer, NEPC）的转录调控因子

《Neoplasia》：Systematic analysis of hippo pathway signaling identifies TEAD1 as a transcriptional regulator of neuroendocrine prostate cancer

　　

摘要：治疗诱导的神经内分泌前列腺癌（Treatment-induced neuroendocrine prostate cancer, NEPC）是去势抵抗性前列腺癌（Castration-resistant prostate cancer, CRPC）中一种具有谱系可塑性（Lineage plasticity）及治疗耐药特征的侵袭性亚型。研究人员探讨了Hippo信号轴在雄激素受体阳性前列腺癌（Androgen receptor–positive prostate cancer, ARPC）向NEPC转分化过程中的作用。CRPC转移灶的RNA测序（RNA sequencing, RNA-seq）分析显示Hippo通路组分发生协调性改变：NEPC中YAP1、LATS2及TEAD2表达降低，而LATS1、TEAD1及RNA剪接调节因子RBFOX2表达升高，该转录水平改变在多个模型系统及患者样本中均一致存在。表观遗传学分析表明，YAP1、TEAD2和LATS2的低表达与DNA高甲基化相关，而NEPC中TEAD1的高表达则与其启动子区DNA低甲基化（Hypomethylation）相关；NEPC选择性保留TEAD1表达，包括一种在ARPC中未检出的含外显子6剪接异构体。蛋白质组互作组（Interactome）分析揭示TEAD1与RNA剪接因子及DNA修复蛋白相结合。功能实验显示，TEAD1敲低可导致上皮分化相关基因程序逆转。上述发现表明，ARPC向NEPC的转换涉及AR、YAP1及REST活性丧失，同时伴随TEAD1持续表达及RNA加工改变。本研究确定TEAD1为与NEPC状态相关的转录调控因子，提示TEAD1关联的转录及转录后机制在前列腺癌谱系可塑性中发挥重要作用。

论文解读：《Neoplasia》——Hippo信号通路系统性分析鉴定TEAD1为神经内分泌前列腺癌的转录调控因子

治疗诱导的神经内分泌前列腺癌（Treatment-induced neuroendocrine prostate cancer, NEPC）是晚期去势抵抗性前列腺癌（Castration-resistant prostate cancer, CRPC）经新型雄激素受体（Androgen Receptor, AR）信号抑制剂治疗后出现的侵袭性转化亚型，其特征为AR表达丢失、神经内分泌标志物（如ASCL1、Synaptophysin/SYP）获得及显著的谱系可塑性（Lineage Plasticity），且缺乏有效治疗手段。既往研究表明Hippo通路关键效应分子YAP（Yes-associated protein）在NEPC中被沉默，但Hippo通路各组分的整体重编程及其在ARPC向NEPC转分化中的具体调控机制尚不清楚。本文研究人员通过对多个CRPC临床队列、患者来源异种移植（Patient-derived xenograft, PDX）模型LuCaP及NEPC细胞系的系统分析，阐明Hippo–YAP–TEAD轴在NEPC中的特异性重塑，首次鉴定TEAD1（Transcriptional Enhanced Associated Domain 1）经启动子低甲基化及RBFOX2介导的外显子6（Exon 6）可变剪接而在NEPC中选择性高表达，并以YAP非依赖方式结合剪接体（Spliceosome）组分维持NEPC表型，抑制上皮分化基因程序，为理解前列腺癌谱系可塑性提供了新视角。

主要关键技术方法：

研究人员整合分析了三个独立临床/模型队列——华盛顿大学尸检CRPC转移灶（UW TAN program）、SU2C International Dream Team CRPC活检数据集及LuCaP PDX模型系列；采用RNA测序（RNA-seq）及单细胞核RNA测序（Single-nucleus RNA-seq, snRNA-seq）比较ARPC与NEPC转录组差异；通过全基因组亚硫酸氢盐测序（Whole-genome bisulfite sequencing, WGBS）及Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip芯片检测Hippo通路基因启动子CpG岛甲基化状态；利用RT-PCR及RNA-seq剪接连接子读数评估TEAD1外显子6（12 bp）可变剪接；采用Rapid Immunoprecipitation Mass Spectrometry of Endogenous proteins（RIME）解析NEPC细胞中TEAD1蛋白互作组（Interactome）；通过siRNA敲低TEAD1或RBFOX2并结合RNA-seq进行功能缺失研究；采用免疫组化（Immunohistochemistry, IHC）验证YAP与TEAD1蛋白在ARPC与NEPC组织中的互斥表达模式；使用YAP/TAZ响应荧光素酶报告系统检测YAP转录活性。

研究结果：

Loss of YAP signaling and rewiring of the TEAD axis in NEPC（NEPC中YAP信号丢失及TEAD轴的重构）：

研究人员对UW TAN、SU2C及LuCaP PDX数据集进行差异表达与基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis, GSEA），证实NEPC中经典NEPC标志物（ASCL1、SYP、SOX2等）上调、AR下调，且YAP/TAZ靶基因特征显著负富集，提示YAP信号抑制。进一步分析Hippo通路组分发现，NEPC中YAP1、WWTR1（TAZ）、LATS2、TEAD2协同下调，而LATS1与TEAD1显著上调；snRNA-seq结果排除了基质细胞干扰，确认肿瘤细胞内YAP信号减弱及TEAD1核定位增高。YAP/TAZ荧光素酶报告实验证实NEPC细胞系（MSKCC EF1）中YAP转录活性极低。

LATS1 functions independently of YAP in NEPC（LATS1在NEPC中以YAP非依赖方式发挥功能）：

尽管LATS2在NEPC中下调，LATS1表达维持或升高。使用双重LATS1/2抑制剂LATS-IN-1处理NEPC细胞后未见生长抑制，部分模型中甚至轻微促进增殖，提示LATS1可能在YAP缺失背景下作为肿瘤抑制因子发挥作用。

TEAD1 is retained and epigenetically regulated in NEPC（TEAD1在NEPC中保留表达并受表观遗传调控）：

四位TEAD家族成员中仅TEAD1在NEPC显著上调并定位于细胞核（IHC验证）。分析156例转移灶组织芯片，NEPC呈现YAP丢失/TEAD1强核染、ARPC反之的互斥模式。WGBS与EPIC甲基化芯片显示YAP1、TEAD2、LATS2启动子高甲基化，而TEAD1启动子呈低甲基化，与其转录激活相符，表明ARPC→NEPC转换过程中Hippo组分受表观遗传开关调控。

TEAD1 splicing defines NEPC transcriptional output（TEAD1剪接决定NEPC转录输出）：

RNA剪接分析显示NEPC中RBFOX2（Pre-mRNA splicing regulator）显著高表达，促进TEAD1 mRNA中外显子6（12 bp） inclusion，产生TEAD1Δ6异构体（ARPC中缺失）。RT-PCR及剪接连接子读数证实TEAD1Δ6选择性表达于NEPC PDX及患者转移灶。RBFOX2敲低未明显影响TEAD1外显子6剪接但下调SLC7A11及PI3K信号通路基因，提示RBFOX2具独立于TEAD1剪接的促NEPC存活功能。

TEAD1 regulates epithelial differentiation programs（TEAD1调控上皮分化程序）：

YAP–TEAD抑制剂（VT103、K-975、MYF-01-37）对NEPC活力影响甚微（因其靶向YAP–TEAD互作）。siRNA敲低TEAD1后，MSKCC EF1细胞出现>40个上皮相关基因（如KLK3、EPCAM等管腔/上皮标志）去抑制/上调，基因本体论（Gene Ontology, GO）富集于上皮形态发生，且雄激素应答基因轻微上调，但神经内分泌标志基因未显著下降，表明TEAD1在NEPC中主要通过抑制上皮分化基因程序来维持神经内分泌表型。

TEAD1 interacts with splicing and RNA-processing machinery in NEPC（TEAD1在NEPC中与剪接及RNA加工机器相互作用）：

RIME质谱鉴定到428个TEAD1互作蛋白，显著富集剪接体（Spliceosome）组分（hnRNPC、hnRNPM、SRSF1等）及DNA修复因子，且与SOX2（驱动NEPC谱系可塑性的转录因子）互作组高度重叠，提示TEAD1以YAP非依赖方式与RNA加工机器协作，参与转录及转录后调控以维持NEPC状态。

讨论部分总结（翻译研究结论）：

随着二线AR信号抑制疗法的应用，治疗诱导NEPC发生率上升，但YAP阴性肿瘤中Hippo通路组成及调控功能的数据有限。本研究系统分析CRPC转录组数据集发现，除YAP1丢失外，NEPC中Hippo–YAP–TEAD轴发生协同重编程——YAP1、TAZ、LATS2、TEAD2下调，LATS1、TEAD1及RBFOX2上调。TEAD1作为胰腺祖细胞扩增的主调控因子，在本研究中于NEPC中高表达并通过启动子低甲基化及RBFOX2介导的外显子6剪接被激活，产生YAP非依赖的TEAD1Δ6异构体。TEAD1敲低导致上皮分化基因去抑制，证明TEAD1通过抑制上皮程序维持NEPC身份。TEAD1互作组富含剪接体与DNA修复蛋白，提示其与SOX2等功能会聚共同调控谱系特性。LATS2丢失可能解除对BCL2等的抑制从而促进NEPC增殖，而LATS1保留可能具肿瘤抑制作用。传统YAP–TEAD抑制剂对NEPC效果不佳，凸显靶向YAP非依赖TEAD1功能或RBFOX2–剪接轴的潜在价值。综上，本研究阐明ARPC向NEPC转化涉及YAP1及Hippo组分表观沉默与TEAD1表观激活及剪接变异，TEAD1作为NEPC状态的转录调控因子，联合RNA加工机制维持前列腺癌谱系可塑性。