突破认知:烟曲霉分生孢子蛋白 —— 决定毒力的关键密码

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:BIOspektrum

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  为探究烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的毒力机制,Camila Pinzan 等人对其分生孢子的蛋白质组展开研究。他们发现 62 种独特表面蛋白,其中 42 种可构建突变体。研究表明,如天冬酰胺糖苷酶 AspA 缺失会影响炎症反应。该研究为防治烟曲霉感染提供新方向。

  在微生物的世界里,真菌总是扮演着独特的角色。烟曲霉(Aspergillus fumigatus)便是其中一位 “危险分子”。烟曲霉产生的分生孢子(Konidien )数量极其庞大,一个霉菌菌落能产生数以千万计的分生孢子,可最终成功萌发的却寥寥无几。不过,一旦这些分生孢子在高危患者的肺部 “安营扎寨”,就会引发危及生命的感染。尽管空气中存在着众多不同种类的分生孢子,但约 90% 的此类感染是由烟曲霉引起的,对于免疫缺陷的患者而言,它更是如同一颗 “定时炸弹”,随时可能引发致命危机。
目前,人们对于烟曲霉为何能在免疫缺陷患者体内引发如此严重的感染知之甚少,这种认知的不足严重阻碍了相关疾病的防治。为了揭开烟曲霉感染的神秘面纱,来自国外(文中未明确具体研究机构)的研究人员 Camila Pinzan 等人开启了深入的探索之旅。他们的研究成果发表在《BIOspektrum》杂志上,为我们认识烟曲霉的致病机制带来了新的曙光。
研究人员采用了蛋白质组学(proteomics)技术,对烟曲霉分生孢子的蛋白质组展开分析。通过这种方法,他们识别出 62 种在烟曲霉表面存在,而在其近缘物种如费氏曲霉(A. fischeri)、奥林豪森曲霉(A. oerlinghausenensis )和土曲霉(A. lentulus)中却不存在的表面蛋白。尽管编码这些蛋白的基因在所有这些曲霉的基因组中都存在,但其他曲霉并未表达出这些特殊的表面蛋白。研究人员进一步对其中 42 种蛋白构建了突变体(Mutanten) ,并在多种感染模型中进行研究。
在不同感染模型的研究中,研究人员发现这些突变体展现出了不同的特性。其中,天冬酰胺糖苷酶(Glycosylasparaginase)AspA 的缺失引起了研究人员的特别关注。当 AspA 缺失后,体内的白细胞介素 - 1β(IL-1β )、白细胞介素 - 6(IL-6)和白细胞介素 - 18(IL-18)表达升高,同时活性氧代谢产物(reaktiver Sauerstoffmetaboliten)的生成也增加。研究人员还利用小鼠模型进行感染实验,综合这些数据表明,AspA 对于肺部早期炎症反应的减弱有着重要意义。
这项研究成果意义非凡。它打破了以往人们对烟曲霉致病机制仅停留在分生孢子形态和颜色(大小和色素沉着)的认知局限,证实了特定的蛋白质在烟曲霉成为病原体的过程中起着关键作用。这一发现为预防和治疗烟曲霉感染提供了全新的方向。例如,如果能够阻止分生孢子在肺部形成营养生长形式,就有可能有效预防感染。而像 AspA 这种具有潜在酶功能且与感染相关的因子,更是为干预烟曲霉感染提供了潜在的靶点。
总的来说,该研究成功揭示了烟曲霉分生孢子表面特殊蛋白与毒力之间的关系,尤其是 AspA 在调控肺部炎症反应中的重要作用。不过,目前对于这些特殊蛋白的具体作用机制,以及如何将研究成果转化为实际的临床治疗手段,仍有待进一步深入研究。未来,有望基于这些发现开发出更具针对性的抗烟曲霉感染药物或治疗策略,为免疫缺陷患者带来新的希望,帮助他们摆脱烟曲霉感染的威胁。
在技术方法方面,研究人员主要运用了蛋白质组学技术,以此来鉴定烟曲霉分生孢子的表面蛋白。同时,通过构建 42 种蛋白的突变体,在不同感染模型(包括小鼠模型)中进行研究,观察突变体的特性变化,从而分析这些蛋白在感染过程中的作用。
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