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液-液相分离(LLPS)在生物医疗中的新进展:尊龙凯时解析生信预测、分子机制与药物干预

发布时间:2025-07-26   信息来源:尊龙凯时官方编辑

七月尚未结束,喜讯接连而来!液-液相分离(Liquid–liquid phase separation,LLPS)作为细胞区室化的重要调控机制,通过动态形成生物分子凝聚体,参与生物体内转录调控、信号传导、应激响应及表观遗传重塑等多种生理活动。LLPS相关研究近期频频发布,仅在这个月,已有49篇相关论文发表,其中一区论文占比高达80%,成果令人欣喜。

液-液相分离(LLPS)在生物医疗中的新进展:尊龙凯时解析生信预测、分子机制与药物干预

在科研之路上,方向选择至关重要。近年来,液-液相分离(LLPS)作为生物医学领域的一大热点研究,特别是在癌症生物学领域,展现出多维调控机制和治疗潜力。其研究不仅延展至神经退行性疾病(如ALS)、自身免疫疾病及心血管疾病等领域,更具备多种研究可能性,例如:

  • 液-液相分离+靶向药物疗法
  • 液-液相分离+肿瘤微环境调控
  • 液-液相分离+疾病转录调控

研究步骤包括:

  1. 筛选目标分子/蛋白;
  2. 使用在线工具IUPred2/PONDR预测关键蛋白的液-液相分离(LLPS)特性;
  3. 中断相分离观察转录调控机制;
  4. 体内外观察LLPS现象;
  5. 化合物筛选以发现潜在抑制剂;
  6. 药物干预进行体内外功能验证。

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近期发表的一篇高分论文,通过多组学与实验验证,揭示了WDR3在骨肉瘤中的关键作用,为LLPS驱动的肿瘤治疗提供了重要依据。2025年7月11日,中国医科大学研究团队在《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上发表了题为《WDR3 undergoes phase separation to mediate the therapeutic mechanism of Nilotinib against osteosarcoma》的研究论文。

研究亮点

本研究采用生物信息学手段筛选出与骨肉瘤预后相关的LLPS生物标志物,并探讨其与免疫景观和药物敏感性之间的关联。

1. 生物信息学筛选

数据来源于整合GEO和TARGET数据库的124例骨肉瘤患者转录组数据,结合正常样本进行比较,筛选出与LLPS相关的差异表达基因(DEGs)交集(共473个基因)。通过Cox回归和LASSO分析确定5个关键基因(ANXA10、MYC、TIMM8A、WASF3、WDR3),构建风险评分模型并验证其预测效能(AUC 0.7)。

2. 分子机制验证

研究表明,WDR3在骨肉瘤细胞(U2-OS、HOS、MG-63)中高表达。功能实验显示,敲低WDR3后细胞增殖、迁移和侵袭显著抑制,且小鼠移植瘤体积减小。研究确认重组WDR3蛋白在低盐/高浓度条件下形成液滴,并利用荧光恢复实验(FRAP)证明其液态行为。此外,通过对WDR3的固有无序区(IDR)进行突变分析,发现其关键区域突变会破坏液滴形成,而与hnRNPA1的IDR结合可重新获得相分离能力。

3. 药物机制

分子对接分析显示,WDR3与尼洛替尼的结合能最低(-93 kcal/mol),形成了稳定的复合物。尼洛替尼处理后,WDR3的mRNA和蛋白表达下降,从而减少LLPS凝聚体的形成,抑制骨肉瘤进展。

结论

本研究筛选出5个具有骨肉瘤预后预测价值的LLPS相关生物标志物,前景广阔。中,如WDR3不仅被确定为骨肉瘤预后风险因子,而且在分子对接模型中与尼洛替尼呈现出稳定结合。在转染的U2-OS细胞和异种移植小鼠模型中,WDR3的下调显著抑制了骨肉瘤的恶性进展。同时,WDR3在U2-OS细胞内形成的液滴结构也展现出典型的液态行为恢复特性。如果您在这方面的研究中遇到挑战,欢迎您随时联系尊龙凯时,我们将为您提供全方位的支持与帮助。