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乙酰化组学揭示耳念珠菌氟康唑耐药性演化的关键机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Proteome Research 3.8
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本研究针对耳念珠菌(Candida auris)多重耐药性临床难题,通过梯度诱导构建氟康唑耐药株(CF2-6),采用4D非标记蛋白质组学技术系统分析乙酰化修饰(acetylome)在耐药演化中的作用。研究发现CF3(16-32 μg/mL)和CF4(64 μg/mL)为关键耐药转折点,揭示核糖体蛋白乙酰化下调与氧化应激通路激活的阶段性特征,首次绘制该菌组蛋白乙酰化图谱,为真菌耐药机制研究提供新视角。
在真菌感染治疗领域,耳念珠菌(Candida auris)正成为全球公共卫生的重大威胁。这种机会性病原体不仅具有极强的环境适应性,更展现出对多种抗真菌药物(包括临床常用的氟康唑)的耐药性。据统计,超过90%的临床分离株对至少一种抗真菌药耐药,40%对两种以上药物耐药。面对这一"超级真菌",传统治疗手段日渐失效,但科学家对其耐药机制的理解仍存在重大空白。
针对这一困境,研究人员选择从蛋白质翻译后修饰(Post-translational modifications, PTMs)这一全新视角切入。乙酰化修饰(acetylation)作为真核生物中关键的PTMs类型,已被证实与细菌耐药性相关,但在真菌特别是耳念珠菌中的研究尚属空白。通过梯度浓度诱导法,团队成功构建了氟康唑MIC50
逐步升高的耐药株系(CF1-CF6),并运用4D非标记定量蛋白质组学技术,系统比较了不同耐药阶段菌株的乙酰化修饰谱差异。
关键技术包括:1)建立梯度耐药模型(从敏感株CF1诱导至最高耐药株CF6);2)4D label-free定量蛋白质组学(采用timsTOF Pro质谱仪);3)生物信息学分析(GO、KEGG通路富集);4)组蛋白乙酰化位点鉴定。
【关键耐药转折点的发现】
通过比较6个菌株18个样本的6310个定量乙酰化位点,发现CF3(16-32 μg/mL)和CF4(64 μg/mL)呈现显著的修饰模式转变。CF3阶段核糖体蛋白乙酰化水平整体下降40%,而CF4阶段新出现572个乙酰化位点,提示存在阶段性适应策略。
【功能通路特异性调控】
CF3阶段上调蛋白主要富集于氧化应激反应(如过氧化氢酶)、解毒系统(GST超家族)和多元醇代谢通路,同时伴随组蛋白H3K9乙酰化水平升高。CF4阶段则显著激活糖酵解/糖异生通路,关键酶如醛缩酮酶(ALDO)出现多位点乙酰化修饰。
【组蛋白修饰图谱】
首次绘制耳念珠菌组蛋白乙酰化全景图,鉴定到H2A、H3、H4等核心组蛋白的12个保守修饰位点,其中H3K27ac变化与耐药性呈正相关,暗示表观遗传调控参与耐药演化。
这项发表于《Journal of Proteome Research》的研究具有多重突破意义:首次建立耳念珠菌乙酰化修饰数据库,发现核糖体功能重编程与代谢通路调整是耐药演化的关键;提出的"两阶段适应模型"为临床耐药预警提供新标志物;组蛋白乙酰化图谱的绘制开辟了表观药物治疗新靶点。该研究不仅深化了对真菌耐药机制的理解,更为发展针对PTMs的精准抗真菌策略奠定理论基础。
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