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利用合成遗传阵列筛选技术靶向CgPDR1+介导的唑类耐药机制:新型抗真菌辅助疗法的开发
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月12日 来源:Microbiology Spectrum 3.8
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这篇研究通过合成遗传阵列(SGA)筛选技术,系统解析了光滑念珠菌(Candida glabrata)中CgPDR1+突变介导的唑类耐药遗传互作网络,发现GCN5等关键靶点,并验证甲氨蝶呤(MTX)与氟康唑(FLZ)的协同抗真菌效应,为克服多药耐药(MDR)提供了新策略。
光滑念珠菌(Candida glabrata)是侵袭性念珠菌病的第二大病原体,其高死亡率(63.6%)与快速发展的唑类耐药性密切相关。研究聚焦于CgPDR1基因的功能获得性突变(CgPDR1+),该突变通过激活转录因子CgPdr1p,上调ABC转运蛋白编码基因(如CgCDR1、CgCDR2和CgSNQ2),促进药物外排。目前已鉴定80余种CgPDR1+突变,可导致从单唑类耐药到泛唑类耐药的多样化表型。
研究采用合成遗传阵列(SGA)技术,以临床分离株的CgPDR1R592S等位基因为模型,构建全基因组双突变体文库。筛选发现93个与CgPDR1特异性相关的合成致死(SL)或合成致病(SS)互作基因,其中5个基因(HEK2、GCN5、STE2、STE12和PDR8)在所有测试的CgPDR1+突变中均存在互作。值得注意的是,染色质重塑因子GCN5的缺失显著增强菌株对唑类的敏感性,其机制可能通过影响组蛋白乙酰化修饰(HAT模块)干扰耐药相关基因表达。
通过HIP HOP数据库的in silico筛选,锁定免疫抑制剂甲氨蝶呤(MTX)为GCN5潜在抑制剂。体外实验显示,MTX单药在0.32 mg/mL时即可抑制光滑念珠菌生长,与FLZ联用后呈现剂量依赖性协同效应:在1.28 mg/mL MTX联合8 μg/mL FLZ条件下,对携带CgPDR1R592S的临床菌株生长抑制率达100%。棋盘实验的分数抑制浓度指数(FICI)证实两者具有协同作用(FICI≤0.5)。此外,MTX在Galleria mellonella模型中表现出低毒性,支持其临床转化潜力。
研究进一步评估MTX对其它念珠菌属的抑制效果。除白念珠菌(C. albicans)外,MTX单药对耳念珠菌(C. auris)、都柏林念珠菌(C. dubliniensis)等均有显著抑制。温度实验表明,37℃下MTX与FLZ联用需更高浓度(0.32 mg/mL)才能完全抑制生长,提示宿主微环境可能影响药物疗效。
定量PCR揭示,CgPDR1R592S突变株在MTX处理后,GCN5和STE2表达上调而PDR1下调,暗示MTX可能通过干扰染色质重塑和MAPK信号通路逆转耐药。这种多靶点调控为开发广谱抗真菌辅助疗法提供了新思路。
该研究首次系统绘制CgPDR1+突变依赖的遗传互作图谱,证实SGA筛选在发现抗真菌靶点中的高效性。MTX的再定位应用不仅为克服MDR提供了即时解决方案,其与唑类的协同机制也为开发新型组蛋白乙酰化抑制剂奠定基础。未来需进一步优化MTX的给药方案,并探索其在侵袭性真菌感染联合治疗中的临床价值。
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