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烟曲霉dsRNA病毒通过增强真菌适应性和毒力促进哺乳动物宿主感染
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月15日 来源:Nature Microbiology 19.4
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本研究揭示了烟曲霉多分体病毒1M型(AfuPmV-1M)通过调控真菌分生孢子形成、黑色素合成和应激反应通路,显著增强烟曲霉在氧化应激、热应激条件下的生存能力及在小鼠肺部的致病性。研究人员通过构建病毒清除株和再感染株,结合蛋白质组学和动物模型,首次证实抗病毒治疗可降低病毒载量并提高感染小鼠存活率,为真菌感染治疗提供了新思路。
在真菌感染领域,烟曲霉(Aspergillus fumigatus)导致的侵袭性感染死亡率高达50%,每年造成全球超过160万人死亡。这种无处不在的土壤真菌通过空气传播的分生孢子感染人类呼吸道,对免疫功能低下患者尤为危险。然而,长期以来研究者忽视了一个潜在的关键因素——感染真菌的真菌病毒(mycovirus)可能在真菌致病过程中扮演重要角色。
来自以色列Hebrew University of Jerusalem的研究团队在《Nature Microbiology》发表重要研究成果,首次系统揭示了双链RNA病毒AfuPmV-1M如何作为"分子副驾驶"调控烟曲霉的致病过程。研究人员采用病毒清除与再感染策略,结合蛋白质组学、流式细胞术和小鼠感染模型,发现这种内源性病毒通过多重机制增强宿主真菌的适应性和毒力。
关键技术方法包括:1) 使用环己酰亚胺和利巴韦林两种方法构建病毒清除株;2) 原生质体转染技术重建病毒感染株;3) 同步无性发育诱导系统研究分生孢子形成;4) 定量蛋白质组学分析差异表达蛋白;5) 免疫荧光显微术观察应激颗粒形成;6) 混合感染小鼠模型评估中性粒细胞内真菌存活率;7) 免疫抑制小鼠模型模拟临床侵袭性肺曲霉病。
AfuPmV-1M调控烟曲霉分生孢子形成
研究发现AfuPmV-1M感染的菌株(Af293和RI)形成颜色更深的菌落,分生孢子产量显著高于病毒清除株(VC)。通过同步无性发育诱导实验证实,病毒感染株的分生孢子形成提前6小时启动。分子机制研究表明,病毒感染上调了分生孢子形成核心调控基因brlA的表达,同时使黑色素合成关键基因pksP和abr2的表达量提高5-10倍。
AfuPmV-1M增强环境应激耐受性
在模拟吞噬体环境的氧化应激(5 mM H2O2)和堆肥高温(50°C)条件下,病毒感染的分生孢子表现出更强的生存能力。特别值得注意的是,膨胀分生孢子(感染宿主时遭遇免疫细胞的形态)中病毒RdRP表达量更高,且各种应激条件下病毒ORF1-5的表达均被激活,表明病毒可能通过"自我保存"机制调控宿主应激反应。
蛋白质组学揭示分子机制
定量蛋白质组学鉴定出33个差异表达蛋白。最显著的是TFIIIB复合物亚基Brf1表达增加10倍,导致tRNA-Arg和tRNA-Phe等Pol III转录产物增多。同时,应激颗粒组分如核糖体蛋白L24、RNA甲基转移酶、硫氧还蛋白等表达上调。通过构建Pab1-GFP报告系统,证实病毒感染促进热休克(50°C)诱导的应激颗粒形成。
AfuPmV-1M促进体内存活和疾病进展
混合感染模型显示,病毒感染分生孢子在中性粒细胞内的存活率显著提高。动物实验证实,病毒感染株导致更高死亡率、肺真菌负荷和组织损伤。重要的是,利巴韦林抗病毒治疗可降低病毒载量,使感染小鼠存活率提升至与病毒清除株相当水平。
这项研究开创性地揭示了内源性真菌病毒作为毒力调控因子的重要作用,提出了"抗病毒-抗真菌"联合治疗新策略。发现真菌病毒通过调控RNA代谢、应激颗粒形成和抗氧化通路等多重机制增强宿主适应性,为理解真菌-病毒-宿主三方互作提供了全新视角。特别值得注意的是,这是首例通过靶向真核病原体内源性病毒来减轻致病性的成功案例,为抗感染治疗开辟了新途径。
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