WWTR1
WWTR1 (WW domain-containing transcription regulator protein 1)またはTAZ (transcriptional coactivator with PDZ-binding motif)は、ヒトではWWTR1 遺伝子によってコードされているタンパク質である。WWTR1は転写コレギュレーター (英語版 ) として機能し、単独で転写 に影響を及ぼすことはない。WWTR1は結合パートナーとなる転写因子 と複合体を形成した際に、発生、細胞の成長や生存と関連した経路の遺伝子発現 を補助し、アポトーシス を阻害する。WWTR1の機能の異常はがん の駆動に関与していることが示唆されている。TAZという略称はタファジン (英語版 ) を指して用いられることもあるため、混同しないよう注意が必要である。
機能
WWTR1(TAZ)、そして構造的に類似したタンパク質であるYAPは、どちらも転写コアクチベーターとして機能し、Hippo経路の活性化によって調節されている。
TAZは胚発生 のほか、器官サイズの調節、幹細胞 の自己複製、組織の再生 、骨形成 、血管新生 など、その後の発生過程にも重要な役割を果たしている。こうした機能は、TEADファミリー転写因子、PAX3 、RUNX1 /2 など細胞成長、遊走、分化を促進する転写因子に対してコアクチベーターとして作用するすることで発揮されている。TAZとそのパラログであるYAPの増殖機能は、Hippoシグナル伝達経路 によって制限されている。この抑制経路はキナーゼによるシグナル伝達カスケードから構成される。活性化されたセリン/スレオニンキナーゼSTK3/MST2 やSTK4/MST1 (英語版 ) は調節タンパク質SAV1 (英語版 ) と複合体を形成してキナーゼLATS1 (英語版 ) /2 (英語版 ) をリン酸化して活性化し、活性化されたLATS1/2は調節タンパク質MOB1 (英語版 ) と複合体を形成してYAP/TAZをリン酸化して不活性化する。Hippo経路の活性化はこうして増殖遺伝子の発現を低下させることで細胞成長を停止させ、またフェロトーシス による細胞死の減少、アポトーシスによる細胞死の増大をもたらす。
YAPとの機能的冗長性
類似性
YAPとTAZは類似した配列や結合モチーフを有する。既存の文献においては、YAPとTAZは機能的に冗長なものとみなされていることも多い。両者は器官サイズの成長、細胞遊走 、創傷治癒 、血管新生 、代謝 (特にリポジェネシス )に関与している。YAPやTAZの不活性化はHippo経路のキナーゼ、すなわちLATS1とLATS2によるリン酸化を介して行われる。リン酸化によって調節タンパク質14-3-3 がリクルートされ、YAP/TAZは核移行が妨げられてユビキチン 標識がなされ、その後プロテアソーム によって分解される。
差異
TAZはTEADとヘテロ二量体(TAZ-TEAD)やヘテロ四量体(TAZ-TEAD-TAZ-TEAD)を形成して転写を開始するのに対し、YAPが形成することができるのはYAP-TEADヘテロ二量体のみである。こうした差異によって、PPARγ との相互作用による脂肪細胞 分化の調節や、RUNX2(Cbfa1)など骨特異的転写因子に対するコアクチベーター機能による骨形成といった、TAZに固有の機能がもたらされている。さらに、TAZはNFATC5 と相互作用して浸透圧ストレス 時の腎細胞の転写を抑制する。YAPとTAZはどちらもSMAD 複合体と結合してTGF-β シグナル伝達を促進し、分化や発生を駆動するが、TAZだけがこのシグナル伝達カスケードによってアップレギュレーションされる。またTAZはSMAD2 (英語版 ) 、SMAD3 、SMAD4 のみと複合体を形成して核移行と転写を促進するのに対し、YAPはこれらに加えてSMAD1 (英語版 ) やSMAD7 とも相互作用する。マウスでのin vivo 研究では、機能的なTAZを喪失した動物はYAPの発現を喪失した動物と比較して生存性が高いことが示されている。YAPのサイレンシングは細胞増殖、グルコース の取り込み、細胞周期 の停止に関して、TAZよりも強力な影響を及ぼす。非小細胞肺癌 (英語版 ) 細胞株でのアッセイでは、YAPは細胞分裂や細胞周期の進行の調節と関連した遺伝子を主に調節しているのに対し、TAZは細胞外マトリックス の組織化や接着と関連した遺伝子を主に調節していることが示されている。
相互作用
TAZはTEADなどの転写因子に結合し、細胞増殖と関連した転写を活性化する。 TAZの機能は14-3-3タンパク質と複合体を形成することで阻害される。
臨床的意義
疾患における役割
TAZは、がんを含む多くの炎症性疾患への関与が示唆されている。
がん
メラノーマ試料におけるTAZの中強度の発現、Human Protein Atlasより。 多様ながんにおいてTAZは中レベルから高レベルで発現しており、予後不良と関連している。 TAZの高発現は、メラノーマ 、頭頸部扁平上皮がん 、乳がん 、非小細胞肺がん (英語版 ) を含む幅広いがんと関連していることが示唆されており、転移の増加、生命予後不良との相関が動物研究や患者データから示されている。構造的に類似するタンパク質であるYAPとともに、TAZは発がんの促進、腫瘍代謝変化、治療介入に対する抵抗性の獲得との関連が多くの研究で記載されている。特に、TAZの過剰発現はシスプラチン による化学療法 や、PD-1 抗体を用いた免疫療法 に対する抵抗性を付与する。
薬剤標的として
YAPとTAZは、いくつかのがん治療法において治療標的となっている。
Hippoシグナル伝達経路のアゴニスト であるC19は、MST1/2とLATS1/2のリン酸化を高めることで下流のYAP/TAZの不活性化を強化する。チアゾビビン (英語版 ) 、ククルビタシンI 、ダサチニブ 、フルバスタチン (英語版 ) 、パゾパニブ は、乳がん 細胞株においてYAP/TAZの核移行を妨げる良好な結果が得られている。アドレナリン やグルカゴン など正常な生理的機能のために合成される内因性ホルモンも、Hippo経路の活性化を促進することでYAP/TAZの機能に対し阻害的影響を及ぼすことが示されている。コレステロール 合成阻害薬であるスタチン 系薬剤は、Hippo経路の上流で阻害的シグナルを伝達するRhoファミリーGTPアーゼ を阻害することが示されており、乳がんや肺腺がん (英語版 ) 細胞の成長を減弱する類似した作用を示す。スタチンが直接的に阻害するのはHMG-CoAレダクターゼ であり、この酵素はRho-GTPアーゼの細胞膜への係留を担う脂肪鎖やコレステロールのビルディングブロックとなる脂質を合成するメバロン酸経路 において機能している。Rho-GTPアーゼの1つであるRhoA (英語版 ) はプレニル化 によって活性化され、Hippo経路の活性を低下させる細胞骨格 系構成要素の調節に部分的に関与している。チアゾビビンによるRhoキナーゼ の標的化や、スタチンによるメバロン酸経路を介した脂質合成の標的化によって、RhoAは阻害されてHippo経路の活性が高まり、YAP/TAZによって駆動される増殖が制限される可能性がある。Srcファミリーキナーゼ (英語版 ) などのチロシンキナーゼ は増殖経路へシグナルを伝達し、その一部はYAP/TAZの機能を促進する。中でもYes (英語版 ) はYAPの機能と関連している。ダサチニブやパゾパニブなどの阻害薬によるチロシンキナーゼの標的化も、がんに対しある程度の効果を示している。
TEADファミリー転写因子との相互作用を標的としたYAP/TAZの阻害の研究も行われている。TEADファミリー転写因子の結合を阻害するベルテポルフィン は皮膚がん 、特にメラノーマ の治療の研究が行われているが、前臨床研究段階である。
出典
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