白色念珠菌CHT3缺失导致表面暴露几丁质增加并影响宿主-病原体互作的机制研究

本文揭示了白色念珠菌（Candida albicans）几丁质酶Cht3在细胞壁动态重塑和致病性中的关键作用。通过构建野生型背景下的CHT3缺失突变体，研究发现Cht3缺失导致酵母细胞分裂异常、表面几丁质暴露增加，并显著降低小鼠感染模型中的毒力。该研究为理解几丁质酶在真菌-宿主互作中的免疫调节功能提供了新视角，同时验证了Cht3作为疫苗候选靶点的潜力。

　　

1 引言

白色念珠菌基因组包含四个几丁质酶编码基因（CHT1-4），其中CHT3与酿酒酵母CTS1同源，是介导酵母细胞分裂期几丁质降解的关键酶。前期研究发现，CHT3缺失会导致母-子细胞分离缺陷，但其在毒力中的作用机制尚不明确。值得注意的是，Cht3作为潜在疫苗抗原，与Sap2联合免疫可显著保护小鼠免受系统性念珠菌病侵袭。

2 材料与方法

研究采用CRISPR-Cas9和SAT1翻转系统，在野生型背景（参考株SC5314和临床分离株124A）构建CHT3缺失突变体。通过流式细胞术、荧光显微镜和生化分析评估细胞分离缺陷、几丁质暴露水平及细胞壁应激反应。小鼠感染模型和巨噬细胞共培养实验用于评估毒力变化。

3 结果

3.1 CHT3缺失影响细胞分离

突变体在37°C下形成细胞链状聚集体，流式检测显示单细胞比例下降50%。值得注意的是，临床株124A的沉降速度比SC5314快2倍，提示菌株特异性表型差异。

3.2 细胞壁重组特征

虽然总几丁质含量不变，但突变体表面暴露几丁质显著增加：CFW结合率升高25%，WGA-FITC结合增加2.5倍。共聚焦显微镜显示突变体母-子细胞连接处荧光信号增强。对应地，突变体对Calcofluor white（CFW）和Zymolyase的抗性提高4倍。

3.3 基因表达调控

qPCR揭示124A背景的CHT3表达量是SC5314的2倍。有趣的是，124A突变体中CHT2表达上调3倍，而SC5314中反而下调，表明菌株特异性代偿机制。

3.4 体内毒力衰减

小鼠感染实验显示，杂合突变体（CHT3/cht3Δ）使中位生存时间从11天延长至21天（p=0.0139）。组织学分析发现，突变体仍能形成菌丝但肾脏定植减少。在巨噬细胞杀伤实验中，突变体存活率提高30%，但该表型可被预激活的巨噬细胞逆转。

4 讨论

研究首次证实CHT3缺失通过改变细胞壁拓扑结构影响毒力：

1. 1.

   表面暴露几丁质增加可能干扰免疫识别，这与巨噬细胞实验中观察到的免疫逃逸现象一致；

2. 2.

   菌株特异性CHT2代偿上调提示不同遗传背景的进化适应性差异；

3. 3.

   小鼠模型与蜡螟模型的结果差异，凸显哺乳动物适应性免疫在控制感染中的核心地位。

Cht3水解产生的几丁寡糖可能具有免疫调节功能，其产物谱分析显示主要生成二糖（chitobiose）和三糖。这与巴西副球孢子菌中paracoccin通过产生免疫抑制性寡糖增强毒力的机制形成有趣对比。

5 展望

该研究为开发靶向几丁质代谢的抗真菌策略提供理论依据：

1. 1.

   Cht3作为多效性毒力因子，其疫苗开发需平衡免疫激活与潜在免疫调节风险；

2. 2.

   表面暴露几丁质的动态变化或成为诊断生物标志物；

3. 3.

   哺乳动物几丁质酶（如CHIT1）在念珠菌感染中的角色值得深入探索。