Rho2调控烟曲霉粒细胞应激适应与细胞壁重塑的分子机制及其致病意义

《Microbiological Research》最新研究揭示：烟曲霉通过Rho2介导的细胞壁完整性(CWI)通路激活，增强对中性粒细胞攻击的抵抗能力。研究团队利用基因编辑、细胞壁分析及感染模型，首次阐明Rho2通过上调α-1,3-葡聚糖和几丁质合成强化细胞壁，为侵袭性曲霉病治疗提供新靶点。

　　

烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是威胁免疫缺陷患者生命的常见空气传播病原体，其侵袭性感染死亡率居高不下。中性粒细胞作为宿主防御的核心力量，如何被真菌抵抗的机制尚不明确。这一科学问题的破解对开发新型抗真菌策略至关重要。

德国研究团队在《Microbiological Research》发表的研究首次揭示：烟曲霉通过Rho2 GTP酶动态调控细胞壁生物合成，主动抵抗中性粒细胞攻击。研究人员构建了系列基因工程菌株，结合创新的细胞壁应力报告系统（luciferase-based reporter）和线粒体活力监测技术（mitoFLARE assay），发现中性粒细胞会激活真菌CWI通路，而关键组分Rho2通过双重机制增强防御——既直接促进α-1,3-葡聚糖和几丁质合成，又部分依赖MAP激酶MpkA协调应激响应。

人类粒细胞触发细胞壁完整性通路激活
通过荧光素酶报告系统证实，中性粒细胞接触烟曲霉菌丝50-60分钟后显著激活agsA启动子（CWI通路标志），其强度与粒细胞数量呈正相关。相比之下，肺癌细胞A549无此效应，证实该响应具有免疫攻击特异性。

CWI传感器MidA与Rho GTP酶的关键作用
采用线粒体荧光标记定量法发现，ΔmidA、Δrho2和Δrho4突变体对粒细胞杀伤的敏感性分别提高40%、35%和50%。引人注目的是，rho2过表达菌株（rho2 #4）存活率超野生型2倍，首次揭示Rho2剂量效应与抗性正相关。

Rho2过表达增强粒细胞抵抗
条件性表达系统（tetOn）证实，rho2表达水平与抗性呈正相关：抑制表达时菌株对钙荧光白（CFW）敏感度增加3倍，诱导表达时则获得超野生型抗性。血清强化实验进一步验证，即便在10%血清存在下，诱导组存活率仍保持对照组2.5倍。

Rho2^G20V
组成型激活的致死效应
构建组成型激活突变体rho2^G20V
后，菌丝生长在4小时内完全停滞，72小时后75%菌丝死亡。共聚焦显微镜显示其特征性圆顶状几丁质凸起（chitin bulges），与唑类药物诱导的粗糙斑块形态迥异。

细胞壁重塑的分子基础
固相核磁共振（ssNMR）揭示关键变化：诱导rho2表达使α-1,3-葡聚糖增加50%，几丁质增加10%，而β-1,3-葡聚糖减少。化学分级证实碱溶性组分比例显著上升，提示细胞壁刚性增强。值得注意的是，ΔmpkA背景下的rho2^G20V
仍能形成微小几丁质斑块，证实Rho2存在MAPK非依赖途径。

这项研究建立了CWI通路介导真菌-免疫互作的新范式：中性粒细胞攻击触发MidA感知→Rho2激活→α-1,3-葡聚糖/几丁质上调→细胞壁加固的级联反应。特别重要的是，Rho2通过"双轨制"调控——既直接激活合成酶，又通过MpkA协调转录重编程，为开发针对侵袭性曲霉病的联合疗法（如Rho2抑制剂与现有抗真菌药联用）提供了理论依据。研究采用的活体成像、ssNMR细胞壁解析等技术体系，为真菌耐药机制研究建立了方法学标杆。