V形结构植物乳杆菌通过转录组与代谢组调控抑制白色念珠菌毒力的机制研究

本研究针对白色念珠菌（Candida albicans）生物膜及菌丝毒力调控难题，通过分析酸性应激下V形结构植物乳杆菌（VSLP）产生的后生元物质，结合LC-MS代谢组学与转录组学技术，鉴定出bluensomycin和majoroside F6等新型代谢物，可有效抑制Ras-腺苷酸环化酶通路，阻断酵母-菌丝转换及生物膜形成。研究为开发靶向病原菌毒力因子的新型益生菌疗法提供了理论依据与物质基础。

　　

在微生物抗感染研究领域，病原真菌白色念珠菌（Candida albicans）的生物膜形成和菌丝转化能力是其致病性的关键因素，而传统抗生素疗法面临耐药性增强和生态平衡破坏的挑战。益生菌及其代谢产物作为替代策略受到广泛关注，但其作用机制和高效活性物质的挖掘仍待深入。近期发表于《Biofilm》的一项研究通过多组学联用技术，揭示了V形结构植物乳杆菌（V-shaped Lactiplantibacillus plantarum, VSLP）在酸性应激下产生的后生元物质对白色念珠菌毒力表达的显著抑制作用。

本研究主要采用转录组测序（RNA-seq）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）、分子对接、扫描电镜（SEM）和共聚焦显微镜（CLSM）等技术，以VSLP滤液（V-shaped LPF）为研究对象，通过体外生物膜抑制实验、线虫感染模型和单细胞微菌落分析等多维度验证其抗真菌效果。

材料与方法

研究团队通过酸性环境（pH 3.5）诱导植物乳杆菌形成V形多细胞结构（VMS），并制备其无细胞滤液（V-shaped LPF）。利用晶体紫染色、XTT代谢活性检测及显微镜技术评估其对白色念珠菌生物膜和菌丝的抑制作用。通过LC-MS鉴定差异代谢物，并借助RNA-seq分析VSLP的差异表达基因。采用分子对接验证活性代谢物与腺苷酸环化酶的相互作用，最后通过Caenorhabditis elegans感染模型验证其体内保护效果。

结果与讨论

V形Lactobacilli益生菌滤液抑制白色念珠菌生物膜与菌丝形成

研究发现在0.25%~0.5%浓度下，V-shaped LPF可显著抑制白色念珠菌生物膜形成（p < 0.001），且不影响其生长速率。SEM和CLSM显示处理组中菌丝数量显著减少，酵母形态成为主导，表明V-shaped LPF可能阻断了酵母-菌丝转换过程。

VSLP细胞直接共培养抑制病原菌微菌落发育

通过Ibidi微流控芯片实验发现，VSLP与白色念珠菌共培养后，后者微菌落形成受阻，菌丝生长被抑制。液体共培养体系中，VSLP组白色念珠菌菌落形成单位（CFU）显著降低（p < 0.01）。

转录组分析揭示VSLP次级代谢物合成通路激活

RNA-seq结果显示，酸性应激下VSLP中有462个基因上调，包括芳香氨基酸合成基因（trpA、trpB）、鞘脂代谢基因及聚胺合成基因（potA、potD）。antiSMASH分析识别出4个生物合成基因簇（BGCs），涉及萜类、自诱导物和RiPP样代谢物合成。

LC-MS鉴定新型抗真菌代谢物

从V-shaped LPF中鉴定出55种代谢物，其中bluensomycin和majoroside F6通过分子对接显示与腺苷酸环化酶具有高亲和力（结合能分别为-10.265和-10.89 kcal/mol），显著优于标准抑制剂。这些代谢物可能通过抑制Ras-cAMP通路干扰白色念珠菌的毒力表达。

体内实验验证VSLP的保护效应

在C. elegans感染模型中，预先给予VSLP处理显著延长了线虫的存活时间（p < 0.01）。qPCR分析进一步证实V-shaped LPF下调了白色念珠菌毒力基因（hwp1、als3、sap5和cyr1）的表达。

结论

该研究通过多组学联合分析，揭示了V形结构植物乳杆菌在酸性应激下通过调控次级代谢产物合成通路，产生bluensomycin和majoroside F6等新型抗真菌物质，有效抑制白色念珠菌生物膜形成和菌丝发育。其作用机制涉及Ras-腺苷酸环化酶-cAMP信号通路的干扰，为开发针对真菌毒力因子的益生菌衍生疗法提供了重要的理论依据和候选分子。