相分离与肿瘤耐药研究新进展
液态-液态相分离（LLPS）作为生物大分子自组织的重要机制，通过形成动态的相分离凝聚体调控基因转录、信号转导及细胞命运决定。近年研究表明，相分离的异常调控与肿瘤耐药性密切相关，其机制涉及致癌信号通路的过度激活、药物靶点可及性改变以及肿瘤微环境的动态重塑。本文将从相分离驱动耐药的核心机制、临床转化挑战及潜在治疗策略等方面系统综述该领域的近五年最新进展。
一、相分离通过形成致癌性凝聚体驱动耐药性
液-液相分离通过动态组装生物分子凝聚体，为致癌转录因子提供高浓度活性的功能平台。例如，在去势抵抗性前列腺癌（CRPC）中，雄激素受体（AR）的耐药突变体（如AR-V7）通过其N端无序区（IDR）形成核内相分离凝聚体，以非配体依赖方式持续激活下游基因转录（Nature chemical biology, 2022）。抗雄激素药物恩杂鲁胺（Enzalutamide）虽可抑制野生型AR的活性，却能通过增强AR突变体的多价相互作用促进其相分离，形成稳定的转录活性中心，导致耐药性加剧。这一过程的分子机制涉及AF-1结构域中Tau5区域的磷酸化修饰，其通过增强AR与共激活因子（如MED1）的相互作用，促进凝聚体成熟（Nature chemical biology, 2022）。
在神经母细胞瘤中，N-myc的过度表达通过相分离形成动态凝聚体，选择性激活MYCN等促癌基因，同时抑制p53等肿瘤抑制通路，从而促进化疗抵抗（Nature structural & molecular biology, 2024）。值得注意的是，N-myc相分离具有显著的浓度依赖性，仅当蛋白表达量超过临界阈值时，才会形成功能性凝聚体。这一特性可能解释MYCN基因扩增在高危神经母细胞瘤中的必要性。通过化学遗传学工具人为诱导N-myc相分离的实验发现，即使总蛋白浓度不变，凝聚体的形成仍可进一步激活约3%的靶基因，其中包含调控细胞周期检查点的关键效应分子（如CCND1），从而赋予细胞更强的增殖适应能力（Nature structural & molecular biology, 2024）。
在血液系统肿瘤中，融合蛋白的相分离现象尤为突出。例如，NUP98-HOXA9融合蛋白通过其FG重复序列形成核内液滴，诱导CTCF非依赖的染色质环化，将原癌基因启动子与远端增强子物理性拉近（Nature, 2021）。这种三维基因组重构不仅增强了HOX基因簇的异常表达，还通过募集BRD4等表观调控因子形成超级增强子样结构，产生持续的正反馈转录激活。类似地，尤文肉瘤中的EWS-FLI1融合蛋白通过其N端IDR形成相分离凝聚体，招募RNA聚合酶II和剪接因子，驱动致癌基因的异常剪接（Nature chemical biology, 2023）。这些研究表明，癌基因的相分离能力与其致瘤性呈正相关，且可能成为预测治疗响应的生物标志物。
二、相分离介导的异常转录调控
相分离凝聚体通过三维基因组重构和转录机器招募，驱动耐药相关基因的特异性表达。例如，在抗PD-1治疗耐药模型中，干扰素γ（IFN-γ）通过激活JAK-STAT信号通路诱导YAP发生核相分离（Molecular cell, 2021）。YAP凝聚体通过其C端卷曲螺旋结构域招募组蛋白乙酰转移酶EP300和TEAD转录因子，形成免疫抑制性转录枢纽。这种相分离依赖的转录重编程导致CD155等高表达，进而抑制T细胞活性。值得注意的是，YAP相分离具有时空特异性：在治疗初期IFN-γ水平较低时，YAP以扩散形式存在；随着免疫压力持续，IFN-γ累积突破临界阈值，触发YAP液滴形成，实现从免疫敏感性向耐药性的表型转换（Molecular cell, 2021）。
在表观遗传层面，相分离通过调控超级增强子（super-enhancer）重塑致癌转录程序。例如，NUP98-HOXA9相分离凝聚体在白血病细胞中形成广泛的超级增强子样结构，富集MED1和BRD4等转录调控因子（Nature, 2021）。这种高密度的转录机器组装不仅增强靶基因表达，还通过液滴内“分子拥挤效应”排斥抑制性染色质修饰酶（如HDACs），形成表观遗传屏障。类似现象在实体瘤中亦有发现：胶质母细胞瘤中EGFRvIII突变体通过相分离招募OCT4形成转录凝聚体，维持肿瘤干细胞特性并抵抗替莫唑胺治疗（Nature chemical biology, 20221）。
此外，相分离通过调控选择性多聚腺苷酸化（APA）影响RNA代谢。在结直肠癌中，RNA结合蛋白QKI的核定位缺失导致PABPN1相分离减少，促进近端APA位点的使用，产生截短型mRNA（如CTNNBIP1-Δ3'UTR），进而激活Wnt信号通路（Nature chemical biology, 20220）。这一过程揭示了相分离在转录后水平调控耐药性的新机制。
三、靶向相分离逆转耐药的治疗策略
针对致癌凝聚体的干预策略主要包括两类：一是直接破坏相分离过程，二是调控药物在凝聚体中的分布。在前列腺癌中，基于相分离表型筛选发现的化合物ET516通过特异性结合AR的NTD结构域，干扰其多价相互作用，有效抑制AR-V7突变体凝聚体的形成（Nature chemical biology, 2022）。值得注意的是，ET516对生理性AR凝聚体的影响较小，提示靶向病理性相分离的可行性。在尤文肉瘤中，CDK4/6抑制剂LY2835219通过上调溶酶体活性降解EWS-FLI1融合蛋白的凝聚体，恢复化疗敏感性（Nature chemical biology, 2023）。其独特之处在于，该作用独立于CDK4/6激酶抑制功能，体现了药物重定位的潜力。