白色念珠菌Adr1转录因子调控柠檬酸代谢的分子机制及其在致病性中的关键作用

这篇综述揭示了白色念珠菌（Candida albicans）转录因子Adr1通过调控柠檬酸（citrate）、谷氨酸（glutamate）和苹果酸（malate）代谢相关基因（如HGT17、MDH1、PCK1）的表达，影响病原体碳源利用能力。研究首次发现Adr1独立于菌丝调控因子Eed1发挥作用，其功能相较于酿酒酵母（S. cerevisiae）发生显著重编程（rewired），为靶向碳代谢的抗真菌药物开发提供新思路。

　　

ABSTRACT
白色念珠菌作为人类共生菌和病原体，其广泛的碳代谢能力是致病关键。研究发现固醇合成调控因子Adr1意外地成为柠檬酸利用的核心调控者。通过RNA测序（RNA-seq）和突变体分析，证实Adr1直接激活柠檬酸转运体HGT17、苹果酸脱氢酶MDH1和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶PCK1等基因表达。值得注意的是，Adr1的功能在进化中发生重编程——与酿酒酵母同源蛋白不同，它不调控乙醇利用而转向控制柠檬酸代谢，这种物种特异性适应可能与其致病性相关。

INTRODUCTION
白色念珠菌在宿主不同生态位（如黏膜、血液）的生存依赖多样化碳源利用能力。尽管其碳代谢调控网络与酿酒酵母（S. cerevisiae）有相似性，但关键转录因子如Adr1的功能发生显著改变。Adr1在酿酒酵母中调控替代碳源利用，而在白色念珠菌中已知调控麦角固醇（ergosterol）合成基因ERG5/11/28。本研究揭示其全新功能：控制柠檬酸代谢这一酿酒酵母缺失的能力。

RESULTS
Role of Adr1 in alternative carbon source utilization
通过Biolog微阵列筛选和点板实验，发现adr1Δ/Δ突变体在柠檬酸、谷氨酸和苹果酸培养基中生长严重缺陷，但在葡萄糖或乙酸中正常。该表型在临床分离株（如阴道来源L26、口腔来源P37005）中保守存在，表明Adr1功能具有普适性。

Adr1-dependent gene expression
RNA-seq显示：在乙酸培养基中，adr1Δ/Δ仅引起53个基因表达变化（如FUM11、MDH1下调）；而在柠檬酸培养基中，1995个基因受影响，包括三羧酸循环（TCA）和糖异生途径关键酶基因。其中HGT17（预测柠檬酸转运体）在柠檬酸中表达量比乙酸高10倍以上。

Adr1 target gene function in growth
基因敲除验证显示：

• hgt17Δ/Δ特异性丧失柠檬酸利用能力，支持其转运体功能
• mdh1Δ/Δ在柠檬酸和苹果酸中生长缺陷，反映其在TCA循环中的作用
• pck1Δ/Δ在所有测试碳源中生长受阻，符合磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在糖异生中的核心地位

Relationship between Adr1 and Eed1
菌丝调控因子Eed1负调控柠檬酸利用——eed1Δ/Δ突变体适应柠檬酸更快。但adr1Δ/Δ eed1Δ/Δ双突变体表型与adr1Δ/Δ单突变体相同，表明Adr1位于Eed1下游或独立通路。值得注意的是，Adr1不影响Eed1介导的菌丝形成，显示两条通路的特异性。

DISCUSSION
Adr1通过协调乙酰辅酶A（acetyl-CoA）代谢节点的双重角色引人注目：既促进麦角固醇合成起始反应，又支持柠檬酸经TCA循环和糖异生的分解代谢。HGT17作为潜在柠檬酸转运体的发现尤为关键，其所在的CaHgt亚家族在酿酒酵母中缺失，可能代表白色念珠菌特有的环境适应机制。Eed1-Adr1调控轴的发现为理解形态发生与代谢偶联提供新视角。

MATERIALS AND METHODS
研究采用CRISPR-Cas9构建突变体（SC5314背景），通过Biolog PM01/02板表型筛选、Nanostring时间序列分析和RNA-seq（Novogene平台）揭示基因调控网络。生长曲线测定使用96孔板振荡培养（30°C），菌丝诱导采用RPMI培养基（37°C）。

（注：以上内容严格依据原文实验数据和结论缩编，未添加非文献支持信息）