巴西孢子丝菌与申克孢子丝菌胞外囊泡中发现抗粘连肽IPI及其对胶原粘附的抑制作用

《The Cell Surface》：An anti-adhesive peptide found in extracellular vesicles from Sporothrix brasiliensis and Sporothrix schenckii

本研究针对孢子丝菌病病原体胞外囊泡（EVs）中小分子功能未知的问题，研究人员通过蛋白质组学和代谢组学分析了巴西孢子菌与申克孢子丝菌的EVs组分，首次鉴定出共同携带的IPI三肽（异亮氨酸-脯氨酸-异亮氨酸）并证明其通过抑制DPP4酶活性显著降低真菌对I型胶原的粘附，为阐明孢子丝菌致病机制提供了新视角。

　　

在真菌感染性疾病中，孢子丝菌病作为一种被忽视的皮下真菌病，其病原体巴西孢子丝菌（Sporothrix brasiliensis）和申克孢子丝菌（Sporothrix schenckii）的致病机制尚未完全阐明。特别是在宿主-病原体相互作用过程中，真菌分泌的胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）作为重要的生物活性分子载体，其蛋白质和代谢物组成及其功能研究仍处于起步阶段。传统研究多采用液体培养基获取EVs，但近期研究发现固体培养基可能更高效地富集EVs，这为深入探索孢子丝菌EVs的分子组成和生物学功能提供了新的技术路径。

为系统解析孢子丝菌EVs的分子特性，研究团队采用固体培养基培养巴西孢子丝菌5110株（ATCC MYA-4823）和申克孢子丝菌1099-18株（ATCC MYA-4821），通过差速离心法分离EVs。利用纳米颗粒追踪分析（Nanoparticle Tracking Analysis, NTA）和透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）对EVs进行形态学鉴定，确认获得粒径为100-400 nm的典型囊泡结构。随后采用高分辨率质谱技术进行蛋白质组学和代谢组学分析，通过PatternLab for Proteomics V软件进行蛋白质鉴定和定量，基于GNPS（Global Natural Products Social Molecular Networking）平台的分子网络分析进行小分子注释。

研究结果首先证实了固体培养基培养条件下两种孢子丝菌均能产生EVs，且蛋白组成存在显著差异。巴西孢子丝菌EVs鉴定出822种蛋白质，申克孢子丝菌EVs含有955种蛋白质，其中仅有223种为共有蛋白。基因本体（Gene Ontology）富集分析显示，申克孢子丝菌EVs中20S蛋白酶体亚基显著富集，而巴西孢子丝菌EVs则富含核糖体相关蛋白。

代谢组学分析首次揭示了孢子丝菌EVs的小分子组成，共鉴定出22种代谢物，包括肽类、甘油磷脂、核苷等。特别值得注意的是，在两种菌的EVs中均检测到三肽异亮氨酸-脯氨酸-异亮氨酸（Isoleucyl-Prolyl-Isoleucine, IPI），该化合物已知为二肽基肽酶IV（Dipeptidyl peptidase IV, DPP4）的抑制剂。

功能实验表明，两种孢子丝菌表面均具有DPP4酶活性，且IPI能够有效抑制该活性。进一步通过胶原粘附实验发现，IPI及其类似物西格列汀（sitagliptin）均能浓度依赖性地抑制孢子丝菌对I型胶原的粘附。使用抗DPP4抗体也能产生相似抑制效果，而无法抑制DPP4的生物素化IPI（biotin-IPI）则无此作用，证实了DPP4在介导真菌-胶原相互作用中的关键角色。通过钙白（calcofluor white）、麦胚凝集素（WGA）和刀豆球蛋白A（ConA）染色评估IPI对真菌形态的影响，结果显示IPI处理未显著改变细胞壁主要成分的分布。

该研究首次系统表征了固体培养基来源孢子丝菌EVs的分子景观，揭示了物种特异的蛋白质组成特征和保守的小分子成分。特别重要的是，发现EVs携带的IPI通过抑制DPP4活性调控真菌对细胞外基质的粘附能力，这为理解孢子丝菌致病机制提供了新视角。研究表明EVs不仅是真菌致病因子载体，其本身组分也可能参与调控宿主-病原体相互作用，为开发针对孢子丝菌病的抗粘连治疗策略奠定了理论基础。