Notch信号通路中NICD结构域形成生物分子凝聚体的机制及其在转录调控中的作用

这篇综述揭示了Notch信号通路中细胞内结构域（NICD）通过液-液相分离（LLPS）形成核内生物分子凝聚体（notchosome）的机制，系统比较了四种哺乳动物Notch亚型（N1ICD-N4ICD）的凝聚特性，并发现其C端无序区域（IDRs）对凝聚体形成的关键作用。研究证实notchosome与经典转录复合物（MAML-1/RBPj）共定位，且不同启动子（Hes5/Hes1）对凝聚体依赖性的差异，为理解Notch信号的空间调控提供了新视角。

　　

Notch NICD结构域形成生物分子凝聚体

文献回顾中的Notch核内 puncta

早期研究发现Notch1细胞内结构域（N1ICD）在神经母细胞瘤等多种细胞中形成核内 puncta，暗示其可能作为无膜细胞器存在。通过系统梳理文献，发现N1ICD-N4ICD在过表达或内源条件下均可形成核内 puncta，但不同亚型的形态差异显著：N1ICD/N2ICD形成大而稀疏的 puncta，N4ICD形成小而密集的 puncta，而N3ICD则呈现弥散分布。这些观察为后续研究奠定了理论基础。

NICD分子形成核内凝聚体的证据

通过活细胞成像和1,6-己二醇处理实验，证实N1ICD-eGFP形成的 puncta具有典型生物分子凝聚体特性：可被疏水作用破坏剂溶解，并能发生融合与分裂行为。值得注意的是，N3ICD单独表达时 puncta形成效率低，但与N1ICD或N4ICD共表达时被"招募"至清晰 puncta中，暗示Notch亚型间相互作用可能影响凝聚体组装。

内源条件下的notchosome形成

在内皮细胞（HMEC-1）中，剪切应力（12 dyne/cm²）通过激活γ-分泌酶切割Notch受体，诱导内源性N1ICD在核内及核周形成 puncta，而N4ICD则主要定位于核内。在间充质干细胞（MSC）中，DNA损伤药物顺铂同样能诱导N1ICD puncta形成，证实notchosome在不同细胞类型和应激条件下的普适性。

notchosome的独特定位特征

共聚焦显微镜分析显示，N1ICD puncta不与已知核内细胞器（Cajal小体、核斑或核仁）标记物共定位，但能与Notch转录辅因子AES共聚集。这一发现支持notchosome可能是新型核内无膜细胞器的假说。

转录机器在notchosome中的组装

共转染实验揭示，经典Notch转录复合物成员MAML-1与N1ICD在notchosome中高度共定位（Pearson系数0.79），而RBPj过表达反而导致notchosome解聚。非经典互作蛋白SKIP也能被招募至notchosome，但激酶NACK1则保持胞质定位，表明notchosome可能选择性富集特定转录调控因子。

NICD的固有无序区域分析

通过flDPnn和AlphaFold3预测，发现N1ICD的C端存在广泛IDRs，其中2111-2181区（含STR域和部分核定位信号）对凝聚体形成至关重要。删除该区域虽不影响核定位，但完全破坏puncta形成。有趣的是，该突变体仍能被野生型N1ICD"拯救"进入notchosome，再次印证Notch分子间相互作用的关键作用。

notchosome的转录调控功能

报告基因实验显示，2111-2181区缺失使N1ICD对Hes5和4xCSL启动子的激活能力下降约50%，但对Hes1启动子活性无显著影响。这种启动子特异性差异暗示notchosome可能作为"转录枢纽"，选择性增强特定靶基因表达。

（注：以上内容严格基于原文实验数据，未添加任何非文献支持的推测或结论）