【摘要】液-液相分離（LLPS）是指細(xì)胞中的生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸等）在溶液中凝聚濃縮成液滴狀從而形成不同液相的過程。該過程受到多種因素的調(diào)節(jié)，如翻譯后修飾、氧化還原反應(yīng)、溫度、光度、離子濃度和伴侶蛋白等。LLPS是細(xì)胞生命活動(dòng)中普遍存在且至關(guān)重要的現(xiàn)象，參與無膜細(xì)胞器的形成、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和血管生成等過程。近年來，LLPS參與眾多心血管疾病如動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展、心肌纖維化的形成、心肌病的發(fā)生等?，F(xiàn)對(duì)LLPS的生理機(jī)制以及在各種心血管疾病中的作用進(jìn)行詳細(xì)綜述，旨在為心血管疾病的治療提供新思路。

【關(guān)鍵詞】液-液相分離；心血管疾??；生物分子凝集體；動(dòng)脈粥樣硬化；心肌纖維化

【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2024.07.007

Liquid-Liquid Phase Separation in Cardiovascular Disease

HUANG Jiayu，XIONG Anqi，JIANG Biying，CHEN Wenjia

（Department of Cardiology，The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin 150001，Heilongjiang，China）

【Abstract】Liquid-liquid phase separation （LLPS） refers to the process in which biological macromolecules （such as proteins，nucleic acids，etc.） in cells condense into droplets in solution to form different liquid phases.This process is regulated by many factors，such as post-translational modification，redox reaction，temperature，luminosity，ion concentration，chaperone protein and so on.LLPS is a ubiquitous and crucial phenomenon in cell life activities，which participates in the formation of membranous organelles，gene transcriptional regulation，cell signal transduction，angiogenesis and so on.In recent years，LLPS has been involved in many cardiovascular diseases，such as the development of atherosclerosis，the formation of myocardial fibrosis，the occurrence of cardiomyopathy and so on.This article provides a detailed review of the physiological mechanism of LLPS and its role in various cardiovascular diseases，aiming to provide new ideas for the treatment of cardiovascular diseases.

【Keywords】Liquid-liquid phase separation;Cardiovascular disease;Biomolecular condensates;Atherosclerosis;Myocardial fibrosis

心血管疾病是人類死亡的重要原因之一。據(jù)報(bào)道，中國(guó)現(xiàn)患心血管疾病患者數(shù)超過3.3億，并且每年死亡人數(shù)為400萬(wàn)例以上，是導(dǎo)致城鄉(xiāng)居民死亡的首要原因［1］。由于心血管疾病病情復(fù)雜多變，致殘致死率高，眾多機(jī)制參與其中，一直以來都是醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)，最近有研究發(fā)現(xiàn)，相分離相關(guān)機(jī)制也參與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。相分離是基于化學(xué)、物理學(xué)及工程學(xué)中的基本概念，即同類物質(zhì)間存在相互聚集或分離的“力”，有助于同類物質(zhì)的快速聚集或解離［2］。其中液-液相分離（liquid-liquid phase separation，LLPS）近年來受到廣泛關(guān)注，它與細(xì)胞的生命活動(dòng)密切相關(guān)。已有研究表明LLPS參與多種疾病的發(fā)生，如肌萎縮側(cè)索硬化癥等各種神經(jīng)退行性疾病［3］，各種癌癥的發(fā)生也與LLPS相關(guān)［4］。最近，有研究發(fā)現(xiàn)LLPS參與多種心血管疾病如動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展?，F(xiàn)主要對(duì)LLPS在各種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展過程中的作用機(jī)制和治療作用的相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 LLPS的生化性質(zhì)及影響因素

1.1 LLPS的概念

2009年Brangwynne等［5］在秀麗隱桿線蟲蟲卵中首次觀察到一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的無膜細(xì)胞器P顆粒，平時(shí)可均勻地分布在整個(gè)細(xì)胞質(zhì)中，但隨著單細(xì)胞分裂，P顆粒會(huì)慢慢凝聚并朝細(xì)胞后側(cè)集中。液體形式存在的無膜細(xì)胞器其實(shí)也身處于同是液態(tài)的細(xì)胞漿或核液中，且互相有著清晰的界限。由此將這種無膜細(xì)胞器之間像液滴一樣可相互融合、流動(dòng)與形變的現(xiàn)象稱為L(zhǎng)LPS。通過LLPS形成的液滴可流動(dòng)、融合，且具有熒光漂白后漂白區(qū)能快速恢復(fù)熒光的物理學(xué)特性。這種由LLPS形成的液滴通常被稱為“生物分子凝集體”［6］。LLPS現(xiàn)象參與整個(gè)細(xì)胞周期的調(diào)控過程，從DNA的組裝、RNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯、蛋白質(zhì)的修飾到細(xì)胞的增殖及衰老等，貫穿細(xì)胞整個(gè)生命活動(dòng)［7］。當(dāng)LLPS發(fā)生在錯(cuò)誤的時(shí)間或地點(diǎn)，就可能造成特定分子的異常蓄積，從而引起一系列相關(guān)疾?。?］。

1.2 LLPS的驅(qū)動(dòng)因素

LLPS過程依賴于蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)與RNA之間的多價(jià)相互作用。這種多價(jià)相互作用通常由分子間的特定區(qū)域提供，即蛋白質(zhì)固有無序區(qū)域（intrinsically disordered region，IDR），這些IDR是缺乏三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)片段，通常富含特定的極性和帶電氨基酸，包括甘氨酸、絲氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、谷氨酸、賴氨酸和精氨酸［9-10］。除此之外，還包括一些疏水氨基酸，如芳香族殘基。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)對(duì)于IDR介導(dǎo)的LLPS至關(guān)重要，它們能通過電荷-電荷、電荷-Π和 Π-Π堆積相互作用而驅(qū)動(dòng)相分離液滴的形成［11］。LLPS受多種因素影響，如翻譯后修飾、氧化還原反應(yīng)、溫度、光度、離子濃度、伴侶蛋白等。其中翻譯后修飾是最為重要的機(jī)制，它能通過調(diào)節(jié)IDR的電荷分布和疏水特性來促進(jìn)或抑制LLPS［12-13］。除環(huán)境因素外，生物大分子的濃度對(duì)于驅(qū)動(dòng)LLPS也至關(guān)重要。只有當(dāng)生物大分子達(dá)到一定的濃度，即相分離發(fā)生的閾值濃度，LLPS才可能發(fā)生［14］。

1.3 LLPS的研究方法

目前，對(duì)于鑒定LLPS現(xiàn)象的研究方法主要是對(duì)相關(guān)核酸分子或蛋白進(jìn)行熒光標(biāo)記，再通過體外組裝進(jìn)行熒光漂白恢復(fù)（fluorescence recovery after photobleaching，F(xiàn)RAP）實(shí)驗(yàn)，觀察熒光漂白區(qū)是否能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)熒光［15］。通過FRAP驗(yàn)證的分子如果能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)熒光，就可證實(shí)該分子具有高效流動(dòng)性，能與周圍環(huán)境進(jìn)行頻繁的物質(zhì)交換［2］。其他體外實(shí)驗(yàn)還包括液滴形成實(shí)驗(yàn)、凝膠形成實(shí)驗(yàn)、電鏡拍攝原纖維等。此外，還可通過活細(xì)胞成像顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)的LLPS現(xiàn)象［16］。

2 相分離的生理學(xué)作用

2.1 參與無膜細(xì)胞器的形成

眾所周知，細(xì)胞內(nèi)如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等是由磷脂雙分子層構(gòu)成的有膜細(xì)胞器，它們具有生物膜所構(gòu)成的物理屏障，可將內(nèi)外環(huán)境隔絕開，從而形成執(zhí)行特定生理功能的場(chǎng)所，確保細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)高效有序地進(jìn)行且互不干擾。然而生物體內(nèi)還存在許多無膜細(xì)胞器，如核仁、核糖核蛋白顆粒、自噬體等，它們是由不同蛋白質(zhì)、核酸和其他生物分子通過LLPS形成的生物分子凝集體。雖然缺乏將其內(nèi)部成分與周圍環(huán)境分開的物理屏障，但它們?nèi)阅鼙３窒鄬?duì)獨(dú)立的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)，可分隔和濃縮特定的分子組，這些結(jié)構(gòu)在生物體內(nèi)同樣發(fā)揮著重要作用。它們通過LLPS形成的無膜區(qū)室可與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換來維持細(xì)胞穩(wěn)定（圖1），由此可見，與經(jīng)典的有膜細(xì)胞器相比，它們可不受膜的干擾，無需專門的分子和信號(hào)進(jìn)行輸入和輸出，能以更靈活的方式調(diào)節(jié)聚合物的組成［13，17］。如應(yīng)激顆粒是真核細(xì)胞在發(fā)生各種應(yīng)激反應(yīng)時(shí)所形成的凝聚體，它包含許多非翻譯mRNA和一些影響mRNA功能的蛋白質(zhì)，其中含有多個(gè)IDR結(jié)構(gòu)的Ras-GTP酶激活蛋白SH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白（Ras-GTPase-activating protein SH3 domain-binding protein，G3BP）在應(yīng)激顆粒的組裝中發(fā)揮重要作用。在應(yīng)激條件下，G3BP發(fā)生LLPS，與RNA結(jié)合從而引起G3BP的構(gòu)象改變，促進(jìn)參與其他蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)與RNA相互作用［18］。此外，細(xì)胞中核仁的大小可通過LLPS隨著細(xì)胞大小的變化而改變［19］，從而更有利于與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換以及進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)。

2.2 參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控

超級(jí)增強(qiáng)子是基因組中大量增強(qiáng)子富集的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域，能大幅度地激活基因的表達(dá)，且具有較高的組織特異性，可調(diào)節(jié)在細(xì)胞中發(fā)揮特別重要作用的基因。近年來，有研究表明轉(zhuǎn)錄調(diào)控可能由通過LLPS形成的生物分子凝集體驅(qū)動(dòng)。2018年Boija等［20］在小鼠胚胎干細(xì)胞中觀察到溴結(jié)構(gòu)域蛋白4（bromodomain-containing protein 4，BRD4）和轉(zhuǎn)錄共激活因子介體亞基1（transcriptional coactivator mediator subunit 1，MED1），它們作為超級(jí)增強(qiáng)子激活的關(guān)鍵成分在超級(jí)增強(qiáng)子驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)通過LLPS形成生物分子凝集體，由此參與細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。研究者通過FRAP實(shí)驗(yàn)觀察到含有IDR結(jié)構(gòu)的BRD4與MED1在小鼠胚胎干細(xì)胞中具有類似液體的性質(zhì)，與相分離液滴相似，能在溶液中自由移動(dòng)。MED1通過LLPS將轉(zhuǎn)錄裝置的關(guān)鍵成分從復(fù)雜的細(xì)胞核中隔離出來并集中在超級(jí)增強(qiáng)子調(diào)節(jié)的基因上，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄過程的區(qū)室化反應(yīng)（圖2），進(jìn)而調(diào)控關(guān)鍵基因的表達(dá)［21］。

2.3 參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi)受體接受細(xì)胞外界信號(hào)，然后配體受體互相作用并被激活，引起受體細(xì)胞內(nèi)域發(fā)生變化，導(dǎo)致第二信使參與下游蛋白分子激活及其基因表達(dá)等分子事件。該過程與細(xì)胞生命活動(dòng)密切相關(guān)，是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)通信的關(guān)鍵過程。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，LLPS參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。2016年Su等［22］通過運(yùn)用體外重組T細(xì)胞受體信號(hào)通路的方法，模擬細(xì)胞中膜蛋白發(fā)生的LLPS現(xiàn)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)參與T細(xì)胞信號(hào)通路的pLAT、Grb2和Sos1蛋白能發(fā)生LLPS。研究者通過FRAP觀察到脂質(zhì)膜上的pLAT、Grb2和Sos1蛋白表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的類液態(tài)特性，并且能自由移動(dòng)和融合，這足以說明它們發(fā)生了LLPS。之后pLAT 蛋白聚集，促進(jìn)信號(hào)通路中的下游生化反應(yīng)，由此介導(dǎo)細(xì)胞骨架的肌動(dòng)蛋白重排，促進(jìn)T細(xì)胞受體信號(hào)通路的激活［22］。

2.4 參與血管生成

血管生成在生理和病理?xiàng)l件下發(fā)揮著重要作用，其生成受到各種信號(hào)通路的嚴(yán)格調(diào)控。血管過度生成的相關(guān)疾病可通過抑制血管生成過程來治療。最近，有研究發(fā)現(xiàn)LLPS也參與血管生成。2023年Jiang等［23］在一項(xiàng)研究中通過對(duì)C57BL/6小鼠角膜微袋植入LLPS抑制劑來觀察LLPS是否參與病理性血管生成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用了LLPS抑制劑的小鼠角膜血管明顯減少。之后還通過主動(dòng)脈環(huán)測(cè)定以研究主動(dòng)脈環(huán)微血管的情況，結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)，使用了LLPS抑制劑的主動(dòng)脈環(huán)可顯著抑制微血管向外生長(zhǎng)。這些研究結(jié)果均表明LLPS可能在血管生成中起作用，通過抑制LLPS可能對(duì)血管過度生成具有治療效果，但LLPS參與血管生成具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3 LLPS與心血管疾病

3.1 LLPS與動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化的特點(diǎn)是脂質(zhì)在內(nèi)膜堆積、纖維組織增生、鈣質(zhì)沉著從而導(dǎo)致動(dòng)脈壁逐漸增厚，血管腔變窄，最終引起一系列并發(fā)癥。2023年Liu等［24］發(fā)現(xiàn)盤狀蛋白結(jié)構(gòu)域受體 1（discoidin domain receptor 1，DDR1）能發(fā)生LLPS，介導(dǎo)Yes相關(guān)蛋白（Yes-associated protein，YAP）進(jìn)入細(xì)胞核，從而參與動(dòng)脈粥樣硬化的調(diào)節(jié)。研究者在HEK293T 細(xì)胞中通過延時(shí)成像觀察到 DDR1 發(fā)生融合和裂變。然而，在添加了LLPS抑制劑的培養(yǎng)基中觀察到DDR1斑點(diǎn)的減少和溶解。這表明DDR1具有相變能力并可凝結(jié)成液滴，并且在HEK293T 細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞中還觀察到DDR1熒光信號(hào)在光漂白后發(fā)生快速恢復(fù)，這說明DDR1發(fā)生了LLPS。之后，激活的 DDR1 在通過LLPS形成的凝聚態(tài)中募集HIPPO通路中的大腫瘤抑制因子1（large tumor suppressor 1，LATS1）以抑制LATS1磷酸化，使下游效應(yīng)因子YAP入核，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞中膠原沉積以及細(xì)胞外基質(zhì)硬化，從而介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)一步發(fā)展［24］。核不均一核糖核蛋白A1（heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A1，hnRNPA1）是一種核細(xì)胞質(zhì)穿梭蛋白，已成為各種基因調(diào)控的重要調(diào)節(jié)劑，參與調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄、mRNA剪接、核輸出、翻譯和周轉(zhuǎn)等［25］。2015年有研究者［26］通過體外純化hnRNPA1，在顯微鏡下觀察到溶液中的hnRNPA1能形成液滴，并可自由移動(dòng)且相互融合，在FRAP實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)熒光信號(hào)快速恢復(fù)，這些數(shù)據(jù)表明hnRNPA1是高度動(dòng)態(tài)的，能發(fā)生LLPS。hnRNPA1發(fā)生LLPS形成相分離液滴，作為核心支架成分募集周圍環(huán)境中的miR-124、Drosha和DGCR8，以協(xié)調(diào)血管平滑肌細(xì)胞的增殖［12］。當(dāng)hnRNPA1的LLPS能力缺陷時(shí)，可能無法招募環(huán)境中的miR-124，導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞增殖，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。另外有研究［27］發(fā)現(xiàn)氧化低密度脂蛋白可通過抑制轉(zhuǎn)錄因子EB（transcription factor EB，TFEB）的核轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而抑制細(xì)胞核內(nèi)TFEB的LLPS過程，引起溶酶體基因的激活，導(dǎo)致自噬缺陷。隨后，自噬缺陷導(dǎo)致活性氧水平和 P300 活性升高，P300通過促進(jìn)BRD4的LLPS過程，與炎癥基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合增加，促進(jìn)炎癥因子的表達(dá) ，由此介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生［28］。這些研究結(jié)果表明動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生與LLPS過程密不可分，通過干預(yù)LLPS可能在未來成為治療動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的新手段。

3.2 LLPS與心肌纖維化

心肌纖維化的特征是膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積，引起心臟結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)一步導(dǎo)致心臟功能受損，最終演變?yōu)樾牧λソ?。最近一?xiàng)研究［29］表明，退化樣家族成員 3（vestigial-like family member 3，VGLL3）可通過獨(dú)特的IDR結(jié)構(gòu)進(jìn)行LLPS，從而參與心肌纖維化的發(fā)生。研究者首先在心臟成纖維細(xì)胞中觀察到VGLL3在細(xì)胞核中呈點(diǎn)狀，并在NIH3T3細(xì)胞中通過FRAP發(fā)現(xiàn)VGLL3光漂白后迅速恢復(fù)，而使用了LLPS抑制劑后的細(xì)胞沒有觀察到這種情況，這說明VGLL3發(fā)生了LLPS。之后研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)VGLL3 在NIH3T3細(xì)胞中的過表達(dá)顯著增加了細(xì)胞外基質(zhì)基因Col1a1的mRNA表達(dá)，而在VGLL3 IDR突變體中Col1a1的mRNA的表達(dá)卻并未增加。這些結(jié)果說明VGLL3促進(jìn)膠原蛋白的表達(dá)，并且這可能取決于其LLPS能力。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)VGLL3通過LLPS形成的凝聚體與無POU域八聚體結(jié)合蛋白凝聚體共定位，并抑制miR-29B的產(chǎn)生，從而增加膠原蛋白的表達(dá)，導(dǎo)致心肌纖維化。

3.3 LLPS與心肌病

擴(kuò)張型心肌病是一種原因不明的異質(zhì)性心肌病，主要的病因包括感染、遺傳以及免疫功能異常，其特征是左心室或雙心室擴(kuò)大并伴有收縮功能障礙。既往研究［30］發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄共激活因子中介體亞基 1 （mediator subunit 1，Med1） 的心臟特異性缺失會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌病、心臟功能下降和死亡。Sabari等［21］發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎干細(xì)胞中的Med1可通過LLPS將轉(zhuǎn)錄過程所需的成分聚集起來。Med1的LLPS能力缺陷會(huì)影響轉(zhuǎn)錄裝置的組建，從而導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌病。BRD4同樣被證實(shí)能在超級(jí)增強(qiáng)子驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)通過LLPS形成凝聚體［21］，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過程，當(dāng)BRD4的LLPS能力缺陷時(shí)，無法將周圍與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的物質(zhì)融合起來，從而使轉(zhuǎn)錄過程受到抑制。而研究［31］發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄過程BRD4的缺失也可能導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌病。推測(cè)BRD4的LLPS能力缺失可能也是導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌病的原因之一。此外，RNA結(jié)合基序蛋白20是一種主要分布在細(xì)胞核中的RNA結(jié)合蛋白，其突變會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌?。?2］。Schneider等［33］發(fā)現(xiàn)RNA結(jié)合基序蛋白20由于突變而發(fā)生錯(cuò)誤的LLPS過程，導(dǎo)致胞漿中核糖核蛋白顆粒的異常積累，從而引起心肌病。

3.4 LLPS與心力衰竭

心力衰竭是一種危及生命的疾病，它是各種心血管疾病的終末期，在世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率很高。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)LLPS與心力衰竭的發(fā)生可能相關(guān)。2022年Xie等［34］在新生大鼠的心室肌細(xì)胞中觀察到

Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（Runt-related transcription factor 2，Runx2）在細(xì)胞核中形成了明亮而獨(dú)特的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)。之后研究者對(duì)其進(jìn)行了FRAP實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Runx2的熒光信號(hào)在漂白后迅速恢復(fù)，且具有高度流動(dòng)性，與之前提到的相分離液滴特征高度一致，并且Runx2也有獨(dú)特的IDR結(jié)構(gòu)。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了Runx2進(jìn)行了LLPS，之后Runx2發(fā)生核易位，參與促分裂原活化的蛋白質(zhì)激酶和表皮生長(zhǎng)因子受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并由此介導(dǎo)了心肌細(xì)胞肥大，最終導(dǎo)致心力衰竭。由此推測(cè)通過干擾Runx2的LLPS過程可能成為病理性心臟重構(gòu)和心力衰竭的治療方法。

3.5 LLPS與心房顫動(dòng)

心房顫動(dòng)是最常見的心律失常之一，與心房顫動(dòng)密切相關(guān)的應(yīng)激顆粒也被報(bào)道發(fā)生LLPS。應(yīng)激顆粒是由RNA結(jié)合蛋白和RNA通過LLPS組成的無膜細(xì)胞器［35］。2019年Dong等［36］通過以600次/min的場(chǎng)強(qiáng)刺激在HL-1細(xì)胞中建立心房顫動(dòng)細(xì)胞模型，隨后在此模型中觀察到應(yīng)激顆粒能被快速誘導(dǎo)存在于心房顫動(dòng)中，這也說明了通過LLPS形成的應(yīng)激顆粒與心房顫動(dòng)有著密切的聯(lián)系。但LLPS在心房顫動(dòng)的具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

4 總結(jié)與展望

LLPS是細(xì)胞生命活動(dòng)中的重要過程，是一種蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)-RNA相互作用的過程，在無膜細(xì)胞器的形成、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及血管生成等過程中發(fā)揮重要作用。近年來，越來越多的研究證實(shí)LLPS參與眾多心血管疾病，如促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、參與心肌纖維化的發(fā)展等。并且眾多學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)LLPS抑制劑能改善病理性血管的生成以及抑制細(xì)胞膠原蛋白的產(chǎn)生。LLPS在這些心血管疾病中的具體機(jī)制尚未完全闡明，相關(guān)的藥物也有待進(jìn)一步研發(fā)，但LLPS的研究為各種心血管疾病的治療提供了新的思路。未來需進(jìn)行大量且深入的系統(tǒng)性研究進(jìn)一步了解LLPS在心血管疾病中的作用，為心血管疾病的防治提供新靶點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

［1］中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告編寫組.中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告2022概要［J］.中國(guó)循環(huán)雜志，2023，38（6）：583-612.

［2］劉頌，王萌，管文賢.蛋白相分離的相關(guān)研究進(jìn)展［J］.中華普外科手術(shù)學(xué)雜志（電子版），2019，13（4）：430-432.

［3］Bosco DA，Lemay N，Ko HK，et al.Mutant FUS proteins that cause amyotrophic lateral sclerosis incorporate into stress granules［J］.Hum Mol Genet，2010，19（21）：4160-4175.

［4］Ren J，Zhang Z，Zong Z，et al.Emerging implications of phase separation in cancer［J］.Adv Sci （Weinh），2022，9（31）：e2202855.

［5］Brangwynne CP，Eckmann CR，Courson DS，et al.Germline P granules are liquid droplets that localize by controlled dissolution/condensation［J］.Science，2009，324（5935）：1729-1732.

［6］吳榮波，李丕龍.液-液相分離與生物分子凝集體［J］.科學(xué)通報(bào)，2019，64（22）：2285-2291.

［7］Banjade S，Rosen MK.Phase transitions of multivalent proteins can promote clustering of membrane receptors［J］.Elife，2014，3：e04123.

［8］Dolgin E.What lava lamps and vinaigrette can teach us about cell biology［J］.Nature，2018，555（7696）：300-302.

［9］Romero P，Obradovic Z，Li X，et al.Sequence complexity of disordered protein［J］.Proteins，2001，42（1）：38-48.

［10］Vucetic S，Brown CJ，Dunker AK，et al.Flavors of protein disorder［J］.Proteins，2003，52（4）：573-584.

［11］Vernon RM，Chong PA，Tsang B，et al.Pi-Pi contacts are an overlooked protein feature relevant to phase separation［J］.Elife，2018，7：e31486.

［12］Mo Y，F(xiàn)eng Y，Huang W，et al.Liquid-liquid phase separation in cardiovascular diseases［J］.Cells，2022，11（19）：3040.

［13］Shin Y，Brangwynne CP.Liquid phase condensation in cell physiology and disease［J］.Science，2017，357（6357）：eaaf4382.

［14］Cai Z，Mei S，Zhou L，et al.Liquid-liquid phase separation sheds new light upon cardiovascular diseases［J］.Int J Mol Sci，2023，24（20）：15418.

［15］Hyman AA，Weber CA，Jülicher F.Liquid-liquid phase separation in biology［J］.Annu Rev Cell Dev Biol，2014，30：39-58.

［16］李惠，劉慶喜，李新軍，等.細(xì)胞內(nèi)生物大分子的相分離研究進(jìn)展［J］.生物工程學(xué)報(bào)，2020，36（7）：1261-1268.

［17］Zhang H，Ji X，Li P，et al.Liquid-liquid phase separation in biology：mechanisms，physiological functions and human diseases［J］.Sci China Life Sci，2020，63（7）：953-985.

［18］勾泓荃，卞知玄，孫奮勇.相分離視角下的應(yīng)激顆粒研究進(jìn)展［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2022，43（5）：603-610.

［19］Brangwynne CP.Phase transitions and size scaling of membrane-less organelles［J］.J Cell Biol，2013，203（6）：875-881.

［20］Boija A，Klein IA，Sabari BR，et al.Transcription factors activate genes through the phase-separation capacity of their activation domains［J］.Cell，2018，175（7）：1842-1855.

［21］Sabari BR，Dall’Agnese A，Boija A，et al.Coactivator condensation at super-enhancers links phase separation and gene control［J］.Science，2018，361（6400）：eaar3958.

［22］Su X，Ditlev JA，Hui E，et al.Phase separation of signaling molecules promotes T cell receptor signal transduction［J］.Science，2016，352（6285）：595-599.

［23］Jiang Y，Lei G，Lin T，et al.1，6-Hexanediol regulates angiogenesis via suppression of cyclin A1-mediated endothelial function［J］.BMC Biol，2023，21（1）：75.

［24］Liu J，Wang J，Liu Y，et al.Liquid-liquid phase separation of DDR1 counteracts the Hippo pathway to orchestrate arterial stiffening［J］.Circ Res，2023，132（1）：87-105.

［25］Zhang L，Chen Q，An W，et al.Novel pathological role of hnRNPA1 （heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1） in vascular smooth muscle cell function and neointima hyperplasia［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2017，37（11）：2182-2194.

［26］Molliex A，Temirov J，Lee J，et al.Phase separation by low complexity domains promotes stress granule assembly and drives pathological fibrillization［J］.Cell，2015，163（1）：123-133.

［27］Chen D，Wang Z，Zhao YG，et al.Inositol polyphosphate multikinase inhibits liquid-liquid phase separation of TFEB to negatively regulate autophagy activity［J］.Dev Cell，2020，55（5）：588-602.

［28］Li X，Zhu R，Jiang H，et al.Autophagy enhanced by curcumin ameliorates inflammation in atherogenesis via the TFEB-P300-BRD4 axis［J］.Acta Pharm Sin B，2022，12（5）：2280-2299.

［29］Horii Y，Matsuda S，Toyota C，et al.VGLL3 is a mechanosensitive protein that promotes cardiac fibrosis through liquid-liquid phase separation［J］.Nat Commun，2023，14（1）：550.

［30］Spitler KM，Ponce JM，Oudit GY，et al.Cardiac Med1 deletion promotes early lethality，cardiac remodeling，and transcriptional reprogramming［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2017，312（4）：H768-H780.

［31］Song S，Liu L，Yu Y，et al.Inhibition of BRD4 attenuates transverse aortic constriction- and TGF-β-induced endothelial-mesenchymal transition and cardiac fibrosis［J］.J Mol Cell Cardiol，2019，127：83-96.

［32］Reichart D，Magnussen C，Zeller T，et al.Dilated cardiomyopathy：from epidemiologic to genetic phenotypes：a translational review of current literature［J］.J Intern Med，2019，286（4）：362-372.

［33］Schneider JW，Oommen S，Qureshi MY，et al.Dysregulated ribonucleoprotein granules promote cardiomyopathy in RBM20 gene-edited pigs［J］.Nat Med，2020，26（11）：1788-1800.

［34］Xie S，Chen M，F(xiàn)ang W，et al.Diminished arachidonate 5-lipoxygenase perturbs phase separation and transcriptional response of Runx2 to reverse pathological ventricular remodeling［J］.EBioMedicine，2022，86：104359.

［35］Protter DSW，Parker R.Principles and properties of stress granules［J］.Trends Cell Biol，2016，26（9）：668-679.

［36］Dong G，Liang F，Sun B，et al.Presence and function of stress granules in atrial fibrillation［J］.PLoS One，2019，14（4）：e0213769.

收稿日期：2024-01-18