烟曲霉转录因子RonA驱动的N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）分解代谢在生长、细胞壁完整性和致病性中的关键作用

本研究系统揭示了烟曲霉（Aspergillus fumigatus）中由转录因子RonA调控的N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）分解代谢通路的核心分子机制及其在病原菌生长、细胞壁完整性维持和致病性中的重要作用。研究发现，GlcNAc-6-磷酸脱乙酰酶（DacA）和葡糖胺-6-磷酸脱氨酶（NagA）是GlcNAc利用的关键酶，而RonA缺失导致分生孢子细胞壁结构异常（黑色素减少、表面蛋白暴露增加），并显著减弱其在感染模型（Galleria mellonella）中的毒力，同时增强宿主免疫清除与炎症反应。该研究为抗真菌药物靶点开发提供了新视角。

　　

烟曲霉（Aspergillus fumigatus）是一种广泛存在的腐生丝状真菌，也是世界卫生组织认定的重要临床致病真菌。其分生孢子（2–3 μm）可高效通过空气传播并侵入人体呼吸道，在免疫缺陷患者中引发侵袭性曲霉病（IA），死亡率高达85%以上。由于当前抗真菌药物种类有限且耐药性问题日益突出，开发新的治疗策略迫在眉睫。

N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）作为一种广泛存在的氨基糖，不仅是细菌肽聚糖、真菌几丁质和哺乳动物细胞外基质的关键结构成分，还在多种微生物中作为重要的信号分子发挥作用。尽管在白色念珠菌（Candida albicans）等真菌中GlcNAc代谢途径已被较为充分地研究，但该通路在烟曲霉中的组成与功能仍不明确。

本研究通过生物信息学比对，在烟曲霉A1163和Af293菌株中鉴定出GlcNAc代谢途径中的三个关键基因：dacA（编码GlcNAc-6-磷酸脱乙酰酶）、nagA（编码葡糖胺-6-磷酸脱氨酶）和ronA（编码一个Ndt80样转录因子）。它们在以GlcNAc为唯一碳源的条件下表达显著上调，其中dacA上调554.2倍，nagA上调187.2倍，ronA上调5.3倍。

通过构建基因缺失突变株（ΔdacA、ΔnagA、ΔronA）并进行回复互补，研究团队系统评估了这些基因在碳源利用、胁迫应答及致病性方面的功能。结果表明，ΔdacA和ΔnagA突变体在以GlcNAc或葡糖胺（GlcN）为唯一碳源的培养基上完全不能生长，说明DacA和NagA是GlcNAc分解代谢的必需酶。而ΔronA虽仍具部分生长能力，但表现出严重的多效性缺陷，包括极性生长受损、发育延迟以及细胞壁完整性显著下降。

在细胞壁胁迫实验中，ΔronA突变体对刚果红（CR）和钙荧光白（CFW）敏感性增加，表明其细胞壁结构存在缺陷。有趣的是，渗透压稳定剂（如山梨醇、NaCl、KCl）和抗真菌药物卡泊芬净（CAS）可部分恢复ΔronA的生长缺陷，提示RonA可能通过与高渗透压甘油（HOG）途径和细胞壁完整性（CWI）途径的交互作用调控菌体应激响应。

进一步对ΔronA突变体的分生孢子进行分析发现，其细胞壁结构发生显著改变：黑色素含量下降84.16%，而表面蛋白暴露量增加145.27%，疏水蛋白RodA的表达也明显上升。这些结构变化直接影响孢子与宿主细胞的互作。

在感染实验中，ΔronA突变体在Galleria mellonella模型中毒力显著减弱，幼虫存活率显著提高。其机制包括：孢子被A549肺上皮细胞内吞的能力下降；在RAW 264.7巨噬细胞内存活率降低；同时，突变体孢子刺激巨噬细胞产生更高水平的肿瘤坏死因子α（TNF-α）以及白细胞介素（IL-6、IL-1β）、单核细胞趋化蛋白（MCP-1）等炎性因子，表明其引发更强的免疫炎症反应。

与ΔronA不同，ΔdacA和ΔnagA突变体在感染模型中并未表现出毒力减弱，说明烟曲霉在感染过程中可利用其他碳源维持生长，而RonA则通过调控细胞壁结构及免疫逃逸机制在致病过程中发挥更广泛的作用。

综上所述，该研究不仅首次在烟曲霉中解析了GlcNAc分解代谢通路的关键组成，还揭示了转录因子RonA在调控细胞壁完整性、孢子发育和宿主免疫互作中的多效性功能。其介导的细胞表面蛋白暴露增加和黑色素合成减少，可能是导致免疫识别增强和毒力下降的关键原因。这些发现为以RonA为靶点开发新型抗真菌策略提供了重要理论依据。