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本文聚焦细胞生物学新兴领域液 - 液相分离(LLPS),阐述其驱动的 biomolecules condensates 在染色质结构、基因表达等过程的作用,探讨其在 hematopoiesis 中的生理功能及异常引发的 hematological disorders(如 leukemia),展望研究前景。
液 - 液相分离(Liquid–liquid phase separation,LLPS)是细胞生物学领域的新兴研究方向。由 LLPS 驱动形成的生物分子凝聚物(biomolecules condensates)宛如细胞内的 “反应 chambers” 与 “regulatory hubs”,在染色质结构(chromatin architecture)、基因表达(gene expression)、代谢(metabolism)等关键生命过程中扮演着重要角色。这些过程的失调往往会阻碍生理功能的正常执行。
当前研究表明,异常的相分离在疾病发病机制(pathogenesis)和衰老进程中起着重要作用。本综述首先简要概述了相分离的基本概念及研究方法。
在生理功能方面,重点阐述了其在 hematopoiesis 中的作用。生物分子凝聚物通过精准调控 hematopoiesis 相关的信号通路与基因网络,确保造血干细胞的自我更新、增殖和分化等过程有序进行,对维持正常的血液系统稳态至关重要。
而当 LLPS 发生异常时,会引发一系列 hematological disorders。以 leukemia 为例,异常的相分离可导致原癌基因的异常激活或抑癌基因的功能抑制,破坏造血细胞的正常分化程序,促使细胞恶性增殖,从而在 leukemia 的发病机制中发挥关键作用。
尽管近年来在该领域取得了一定进展,但由于生物分子凝聚物与细胞功能之间存在复杂的相互作用,阐明 LLPS 在 hematopoiesis 中的机制仍面临挑战。未来,深入揭示 LLPS 在 hematological diseases 中的作用,有望为相关疾病的治疗提供新的 therapeutic interventions,同时也将推动对造血过程更深入的理解。