Cell系列综述：曹雪涛院士解读宿主与病原体相互作用的关键调控因子——生物分子凝聚体

编译丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

生物分子凝聚体（Biomolecular condensates）是通过液-液相分离（LLPS）形成的无膜细胞器。先天免疫对于宿主抵御感染至关重要，但病原体也拥有复杂的机制来躲避宿主的防御。生物分子凝聚体的形成在宿主与病原体的相互作用中成为一种关键的生物物理机制，在调节宿主内的免疫反应和病原体生命周期方面发挥着核心作用。

近日，中国医学科学院曹雪涛院士与同济大学陈坤研究员在 Cell Press 旗下期刊Trends in Immunology上发表了题为：Biomolecular condensates: phasing in regulated host–pathogen interactions 的综述论文。

该综述总结了近期有关生物分子凝聚体如何重塑膜结合细胞器、影响感染诱导的细胞死亡、被病原体劫持以求生存以及如何调节哺乳动物先天免疫等方面理解的最新进展。探讨了在宿主与病原体相互作用以及感染性疾病期间生物分子凝聚体形成失调所带来的影响，并提出了针对此类感染开发潜在治疗方法的未来方向。

该综述的亮点：

• 病原体利用生物分子凝聚体来重塑膜结合细胞器，从而逃避降解，并促进囊泡运输以及自身在宿主细胞内的复制；

• 生物分子凝聚体能够调节病原体诱导的程序性细胞死亡；

• 诸如病毒之类的病原体利用生物分子凝聚体来维持其细胞内生命周期，支持病毒进入、脱衣壳和基因组复制等过程；

• 生物分子凝聚体在哺乳动物先天免疫信号传导的调节中发挥着至关重要的作用。

生物分子凝聚体形成的原理与调控

生物分子凝聚体在感染时可调节先天免疫反应

生物分子凝聚体重塑膜结合细胞器

病原体利用生物分子凝聚体来调节先天免疫并支持其生命周期

在宿主与病原体的相互作用中，病原体利用生物分子凝聚体来支持其生命周期，重塑膜结合细胞器，调控宿主细胞死亡，并调节先天免疫。靶向病原体所利用的相分离凝聚体进行干扰，有望成为对抗感染的新途径。因此，对这些过程的分子基础有更深入的了解，可能会为治疗某些传染病带来新策略。

最后，作者提出了该领域的一些悬而未决的问题：

• 在稳态下以及感染不同病原体时，各种先天免疫细胞中的生物分子凝聚体（包括成分）具有哪些特性？

• 鉴于异常的 RNA 结合蛋白（RBP）表达和功能与感染性和炎症性疾病密切相关，不同病原体如何影响宿主细胞中的 RNA-RBP 相互作用组？

• 在宿主与病原体相互作用的不同时间阶段，形成哪些关键的凝聚体来对其进行调节？凝聚体的动态是如何被调节的？

• 在感染和炎症期间，翻译后修饰和代谢物浓度如何调节生物分子凝聚体的形成？

• 在感染期间，相分离如何调节不同细胞器之间的接触？这与凝聚体与膜结合细胞器的接触性质、隔室之间的交换以及细胞器稳态的维持有关。

• 异常的相分离如何导致发病机制和免疫病理学？这或许可以通过新的高度灵敏的可视化方法/工具（例如化学或光遗传学工具）更好地评估。这能否应用于感染性疾病患者的临床样本？

• 在感染和/或炎症性疾病期间，哪些质量控制生化过程可能会逆转或纠正生物分子凝聚体的变化？

https://www.cell.com/trends/immunology/fulltext/S1471-4906(24)00295-3