酵母生物膜空间结构解析：细胞黏附与培养基成分的协同调控机制

本研究针对酵母生物膜形成机制的关键科学问题，通过比较不同培养基条件下8株酿酒酵母（S. cerevisiae）和5种念珠菌（Candida spp.）的黏附特性与三维空间结构特征。研究发现酵母提取物（YE）显著抑制白念珠菌（C. albicans）黏附但促进热带念珠菌（C. tropicalis）生物膜形成，而RPMI培养基组分可增强光滑念珠菌（C. glabrata）的塑料黏附能力。该成果为理解病原酵母感染机制提供了新视角，发表于《Biofilm》期刊。

　　

在微生物感染领域，酵母生物膜的形成是导致医疗器械相关感染和耐药性产生的重要因素。传统研究多聚焦于白念珠菌（Candida albicans）的生物膜，但对其他临床相关酵母如光滑念珠菌（C. glabrata）和克柔念珠菌（C. krusei）的认识仍存空白。更关键的是，培养基成分如何调控不同酵母菌株的黏附行为和生物膜空间结构，这一基础科学问题长期缺乏系统性研究。

为解答这些问题，研究人员开展了一项突破性研究，通过比较8株酿酒酵母（包括临床分离株BRAIN 97-fluffy）和5种念珠菌在4种培养基（GM、YD、RPMI+glu、RPMI+glu+YE）中的表现。研究发现酵母提取物（YE）对白念珠菌DSM11225的黏附具有特异性抑制作用，这种抑制效应在添加1% YE的RPMI培养基中尤为显著。相反，热带念珠菌DSM5991在所有测试培养基中都表现出高效黏附，却未能形成空间结构化的生物膜。研究还揭示克柔念珠菌DSM6128能形成具有明显皱褶的三维结构，而副念珠菌DSM5784尽管黏附能力较弱，仍可构建空间分化的生物膜。这些发现发表于《Biofilm》期刊，为理解病原酵母的感染机制提供了新视角。

研究采用晶体紫染色定量黏附效率，通过振动切片机制备生物膜垂直切片，结合光学显微镜进行三维结构解析。临床菌株来源于德国微生物保藏中心（DSMZ）和美国典型培养物保藏中心（ATCC）。

在"细胞黏附特性"部分，研究证实白念珠菌仅在RPMI+glu中表现强黏附（相对黏附值达BR-F菌株的200%），而酿酒酵母BR-F株在GM和RPMI+glu中黏附效率相近。值得注意的是，酵母提取物的添加使临床株YJM789的黏附效率提升3倍，揭示营养组分对黏附表型的特异性调控。

"生物膜空间结构"分析显示，克柔念珠菌在YD和RPMI+glu中形成典型皱褶结构，其垂直剖面呈现基底酵母细胞层与上部假菌丝的明确分层。副念珠菌虽在RPMI+glu中黏附值不足BR-F的10%，仍能构建三层空间结构，中部富含假菌丝。与之对比，热带念珠菌的高效黏附并未转化为结构化生物膜，形成均质细胞层（UCL）。

讨论部分强调三个关键发现：首先，黏附效率与生物膜结构化无必然关联，这颠覆了"强黏附必导致结构化生物膜"的传统认知；其次，酵母提取物中的未知成分可特异性抑制白念珠菌黏附，为抗真菌剂开发提供新靶点；最后，RPMI组分通过未知机制增强某些菌株（如BR-F）在葡萄糖环境下的黏附能力。这些发现不仅完善了酵母生物膜形成理论，更为临床防治念珠菌感染提供了培养基优化策略——例如在医疗器械消毒流程中，采用含YE的清洗液可能针对性抑制白念珠菌生物膜形成。

研究还指出方法学创新价值：建立的垂直剖面成像技术克服了传统共聚焦显微镜对厚生物膜穿透力不足的局限，首次清晰呈现副念珠菌生物膜的"三明治"样结构。未来研究可聚焦于鉴定YE中起抑制作用的活性成分，并探索RPMI组分影响糖代谢调控网络的分子机制。