生物分子凝聚體（Biomolecular condensates）是通過液-液相分離（LLPS）形成的無膜細(xì)胞器。先天免疫對(duì)于宿主抵御感染至關(guān)重要，但病原體也擁有復(fù)雜的機(jī)制來躲避宿主的防御。生物分子凝聚體的形成在宿主與病原體的相互作用中成為一種關(guān)鍵的生物物理機(jī)制，在調(diào)節(jié)宿主內(nèi)的免疫反應(yīng)和病原體生命周期方面發(fā)揮著核心作用。
近日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院曹雪濤院士與同濟(jì)大學(xué)陳坤研究員在 Cell Press 旗下期刊 Trends in Immunology 上發(fā)表了題為：Biomolecular condensates: phasing in regulated host–pathogen interactions 的綜述論文。
該綜述總結(jié)了近期有關(guān)生物分子凝聚體如何重塑膜結(jié)合細(xì)胞器、影響感染誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡、被病原體劫持以求生存以及如何調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物先天免疫等方面理解的最新進(jìn)展。探討了在宿主與病原體相互作用以及感染性疾病期間生物分子凝聚體形成失調(diào)所帶來的影響，并提出了針對(duì)此類感染開發(fā)潛在治療方法的未來方向。
該綜述的亮點(diǎn)：
● 病原體利用生物分子凝聚體來重塑膜結(jié)合細(xì)胞器，從而逃避降解，并促進(jìn)囊泡運(yùn)輸以及自身在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制；
● 生物分子凝聚體能夠調(diào)節(jié)病原體誘導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡；
● 諸如病毒之類的病原體利用生物分子凝聚體來維持其細(xì)胞內(nèi)生命周期，支持病毒進(jìn)入、脫衣殼和基因組復(fù)制等過程；
● 生物分子凝聚體在哺乳動(dòng)物先天免疫信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
生物分子凝聚體形成的原理與調(diào)控
生物分子凝聚體在感染時(shí)可調(diào)節(jié)先天免疫反應(yīng)
生物分子凝聚體重塑膜結(jié)合細(xì)胞器
病原體利用生物分子凝聚體來調(diào)節(jié)先天免疫并支持其生命周期
在宿主與病原體的相互作用中，病原體利用生物分子凝聚體來支持其生命周期，重塑膜結(jié)合細(xì)胞器，調(diào)控宿主細(xì)胞死亡，并調(diào)節(jié)先天免疫。靶向病原體所利用的相分離凝聚體進(jìn)行干擾，有望成為對(duì)抗感染的新途徑。因此，對(duì)這些過程的分子基礎(chǔ)有更深入的了解，可能會(huì)為治療某些傳染病帶來新策略。
最后，作者提出了該領(lǐng)域的一些懸而未決的問題：
● 在穩(wěn)態(tài)下以及感染不同病原體時(shí)，各種先天免疫細(xì)胞中的生物分子凝聚體（包括成分）具有哪些特性？
● 鑒于異常的 RNA 結(jié)合蛋白（RBP）表達(dá)和功能與感染性和炎癥性疾病密切相關(guān)，不同病原體如何影響宿主細(xì)胞中的 RNA-RBP 相互作用組？
● 在宿主與病原體相互作用的不同時(shí)間階段，形成哪些關(guān)鍵的凝聚體來對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)？凝聚體的動(dòng)態(tài)是如何被調(diào)節(jié)的？
● 在感染和炎癥期間，翻譯后修飾和代謝物濃度如何調(diào)節(jié)生物分子凝聚體的形成？
● 在感染期間，相分離如何調(diào)節(jié)不同細(xì)胞器之間的接觸？這與凝聚體與膜結(jié)合細(xì)胞器的接觸性質(zhì)、隔室之間的交換以及細(xì)胞器穩(wěn)態(tài)的維持有關(guān)。
● 異常的相分離如何導(dǎo)致發(fā)病機(jī)制和免疫病理學(xué)？這或許可以通過新的高度靈敏的可視化方法/工具（例如化學(xué)或光遺傳學(xué)工具）更好地評(píng)估。這能否應(yīng)用于感染性疾病患者的臨床樣本？
● 在感染和/或炎癥性疾病期間，哪些質(zhì)量控制生化過程可能會(huì)逆轉(zhuǎn)或糾正生物分子凝聚體的變化？
原文鏈接：
https://www.cell.com/trends/immunology/fulltext/S1471-4906(24)00295-3
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