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实验室王琳淇团队揭示膳食补充剂“维骨力”诱导真菌反毒力形态的形成机制

发布时间:2021-11-01来源:作者:
酵母-菌丝形态之间的转换是真菌特有的生物学过程,普遍决定了病原真菌致病性。如在高感染致死率的隐球菌属病原真菌中(年致死人数约20万;致死率 > 20%),酵母形态是高毒形态,而菌丝形态并不致病,且能刺激宿主产生免疫保护,被称为反毒力形态(anti-virulence morphotype)


 

 近日,国际期刊 PLoS Genetics 在线发表了中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室王琳淇团队研究成果“A unique cell wall synthetic response evoked by glucosamine determines pathogenicity-associated fungal cellular differentiation”。该研究揭示了安全性极高的葡萄糖胺(膳食补充剂“维骨力”主要成分)诱导隐球菌反毒力形成的分子/细胞机制,暗示其可以作为一个新型抗感染药物,并为其它病原真菌抗感染策略的研发提供新的视角。

 

图1 表型组关联分析结合多时间点基因表达特征分析鉴定葡萄糖胺诱导的关键生物学过程


研究人员首先利用表型组关联分析结合多时间点基因表达特征分析,发现葡萄糖胺通过激发全局性细胞壁应答响应,诱导反毒力菌丝形态形成。葡萄糖胺通过诱导细胞壁持续合成,进而驱动反毒力菌丝形态的形成(图1)。在这一过程中,细胞表面蛋白Gis1能够作为分子指针,特异性指示葡萄糖胺激发的全局性细胞壁合成响应(图2)。

 

 


图2 细胞表面蛋白Gis1作为分子标记,特异性指示葡萄糖胺诱导的全局性细胞壁合成响应

研究人员进而发现Mpk1细胞壁完整性通路是控制葡萄糖胺诱导反毒力菌丝形态的核心通路。通过磷酸蛋白质组结合功能基因组学方法鉴定到Mpk1激酶下游调控因子Skn7和Crz1作为该通路核心组件控制反毒力菌丝的形成(图3)。


 

图3 磷酸蛋白质组学结合功能基因组学分析鉴定Mpk1核心靶蛋白

该研究获得了国家重点研发计划(2021YFC2100600)、国家自然科学基金项目(31770163,31622004,31970077)、中科院重点研究计划项目(QYZDB-SSW-SSMC040)、国家科技重大专项(2018ZX10101004)和中国科学院科技创新“交叉与合作团队”等基金的支持。特别研究助理胡鹏杰博士,博士生丁浩和助理研究员沈兰(现工作单位重庆美莱德生物医药有限公司)为论文共同第一作者。北京大学医学部杨恩策研究员,南昌大学第一附属医院徐新平教授和中科院微生物所金城研究员团队为该研究重要合作者。



原文链接:https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009817
  
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