白色念珠菌小热休克蛋白Fmp28通过cAMP-PKA信号通路调控Als3表达影响致病力的机制研究

本文揭示了白色念珠菌中小热休克蛋白Fmp28通过维持线粒体Qcr10互作稳定ATP水平，激活cAMP-PKA信号通路，进而调控黏附素Als3表达的新机制。研究首次阐明Fmp28在生理温度（37℃）下通过能量代谢-信号转导-毒力效应轴（ATP→cAMP→PKA→Als3）协调应激适应与致病力，为抗真菌靶点开发提供了理论依据。

　　

Fmp28作为新型小热休克蛋白的鉴定与定位
通过基因组数据库筛选和RT-qPCR验证，研究发现Fmp28（orf19.6917）在白色念珠菌应对37℃生理温度、渗透压（2M NaCl）和细胞壁压力（刚果红）时呈现显著上调。该蛋白分子量约21kDa，序列分析显示其与酿酒酵母线粒体基质定位的热休克蛋白具有同源性。免疫荧光共定位实验证实Fmp28定位于线粒体，与红色线粒体探针Mito-Tracker呈现明确共聚焦信号。温度敏感性实验表明，fmp28Δ/Δ突变株在37℃和42℃下生长明显受限，而回补株FMP28/FMP28和过表达株FMP28^OE可完全恢复表型。

Fmp28调控多维度致病表型
在 murine 感染模型中，fmp28Δ/Δ突变株使小鼠存活率提升至60%（P<0.001），肾脏真菌负荷降低3倍，组织病理显示菌丝浸润减少。体外实验揭示该蛋白通过三重机制影响毒力：
1）黏附能力：突变株对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的90分钟黏附率下降65%，聚苯乙烯表面黏附OD₆₀₀值从1.2降至0.4；
2）生物膜形成：结晶紫染色显示生物膜生物量减少78%（P<0.001），干重法测定胞外基质减少52%；
3）侵袭生长：YPD琼脂嵌入实验中，突变株菌丝入侵深度仅为野生型的30%。值得注意的是，在10%胎牛血清或50mM GlcNAc诱导条件下，突变株仍能形成短小异常菌丝，提示Fmp28主要影响菌丝延伸而非起始。

Als3作为关键下游效应分子
转录组分析发现fmp28Δ/Δ突变株中有288个差异表达基因（|FC|≥2），GO富集显示30.3%与细胞质定位相关。值得注意的是，黏附素编码基因ALS3表达量下降8倍（P<0.001）。构建ALS3过表达株fmp28Δ/Δ+ALS3^OE后：
• 内皮细胞黏附率从25%恢复至68%
• 生物膜XTT代谢活性提升2.3倍
• 小鼠肾脏组织损伤评分从1.2升至3.8（P<0.05）
但该菌株对42℃高温敏感性未见改善，表明ALS3仅部分介导Fmp28功能。

cAMP-PKA通路的枢纽作用
机制研究发现fmp28Δ/Δ突变株出现：
1）ATP水平下降40%（P<0.05），cAMP降低55%（P<0.01）；
2）通路关键元件Ras1、Cyr1、Tpk1转录本减少2-3倍；
3）添加外源性dbcAMP（10mM）可使突变株生物膜形成恢复至野生型75%。共免疫沉淀实验证实Fmp28与线粒体复合体III亚基Qcr10存在物理相互作用，荧光共振能量转移（FRET）分析显示两者距离＜10nm。值得注意的是，在葡萄糖刺激下，野生株FMP28表达上调30倍，而突变株在含2%葡萄糖的RPMI培养基中仍表现菌丝缺陷，证实葡萄糖-Fmp28-cAMP-PKA-ALS3构成级联调控轴。

线粒体质量控制的新视角
研究首次揭示小热休克蛋白通过线粒体功能调控致病性的双轨机制：
1）分子伴侣功能：维持Qcr10等氧化磷酸化复合体的正确折叠；
2）信号转导功能：通过ATP/cAMP动态平衡影响PKA活性。这种将应激反应与毒力调控相偶联的策略，为理解真菌病原体在宿主体温条件下的适应性进化提供了新范式。鉴于Fmp28在念珠菌属中高度保守且人体缺乏同源蛋白，其抑制剂开发可能成为对抗唑类耐药菌株的新突破口。