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液-液相分离(LLPS)在生物医疗领域的应用:尊龙凯时带你了解生信预测、分子机制与药物干预。

发布时间:2025-07-27   信息来源:尊龙凯时官方编辑

7月还未结束,令人振奋的消息不断而来!液-液相分离(Liquid–liquid phase separation,LLPS)作为细胞区室化的一种新型调控机制,通过动态形成生物分子凝聚体,参与生物体内的转录调控、信号传导、应激响应、表观遗传重塑等多种生理活动。与LLPS相关的研究成果纷纷涌现,截止到17号,本月内已经发表了49篇相关论文,其中一区期刊文章占80%,结果可谓相当精彩!在科研道路上,顺畅与否常常取决于方向的选择。LLPS作为近年来生物医学领域的热点,尤其在癌症生物学中,展现出多维调控机制及治疗潜力,并在神经退行性疾病(如ALS)、自身免疫病、心血管疾病等多个领域显示出广泛应用的可能性。

液-液相分离(LLPS)在生物医疗领域的应用:尊龙凯时带你了解生信预测、分子机制与药物干预。

研究方向的创新可结合以下几种策略: 1. 液-液相分离 + 靶向药物疗法 2. 液-液相分离 + 肿瘤微环境调控 3. 液-液相分离 + 疾病转录调控

实施步骤: 1. 筛选目标分子/蛋白; 2. 利用在线工具IUPred2/PONDR预测关键蛋白是否具备LLPS特征; 3. 中断相分离以研究转录调控机制; 4. 进行体内与体外的LLPS观测; 5. 筛选化合物以发现潜在抑制剂; 6. 通过药物干预进行功能验证。

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最近发布的一篇高分文章,利用多组学与实验验证,探讨了WDR3在骨肉瘤中的相分离机制,为基于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。

该研究采用生物信息学方法筛选出具有骨肉瘤预后价值的LLPS相关生物标志物,并探究其与免疫景观和药物敏感性的关系:

  1. 生物信息学筛选:整合GEO和TARGET数据库的124例骨肉瘤患者转录组数据,筛选差异表达基因(DEGs)与LLPS相关基因的交集(473个基因)。
  2. 预后模型:利用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)。

分子机制验证:

  • WDR3的功能:qPCR/WB证实WDR3在骨肉瘤细胞(U2-OS、HOS、MG-63)中的高表达;敲低WDR3抑制细胞增殖、迁移和侵袭,并减少小鼠移植瘤体积(体内实验)。
  • LLPS特性:重组WDR3蛋白在低盐/高浓度下形成液滴,荧光恢复实验(FRAP)验证其液态行为;IDR突变损害液滴形成能力,融合hnRNPA1的IDR则可挽救此能力。

药物机制:

  • 分子对接分析显示,WDR3与尼洛替尼的结合能达到最低值(-93kcal/mol),形成稳定复合物;
  • 尼洛替尼处理后抑制WDR3的mRNA/蛋白表达,减少LLPS凝聚体的形成,从而抑制骨肉瘤的进展(体内与体外实验均有验证)。

本研究成功筛选出5个具有骨肉瘤预后预测价值的LLPS相关生物标志物,这些预后基因与免疫细胞浸润、肿瘤免疫逃逸及药物敏感性显著相关。WDR3作为骨肉瘤预后风险因子,在与尼洛替尼的分子对接模型中表现出稳定结合特性。在转染的U2-OS细胞和异种移植小鼠模型中,WDR3下调显著抑制骨肉瘤的恶性进展。此外,尼洛替尼治疗不仅改善了骨肉瘤进展,还有效抑制了WDR3的相分离,显现出其在肿瘤治疗中的潜力。

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