综述：酪醇对酵母菌效应研究综述

本综述系统总结了酪醇（tyrosol）作为群体感应（Quorum Sensing, QS）信号分子在念珠菌（Candida）形态发生、生物被膜（biofilm）形成及毒力调控中的双重作用，重点探讨其在高浓度下的抗真菌活性及与传统抗真菌药物（如棘白菌素echinocandins、两性霉素B amphotericin B）的协同效应，为开发新型抗真菌策略提供理论依据。

　　

引言

群体感应（Quorum Sensing, QS）是一种依赖于细胞密度的微生物通讯机制，可调控多种微生物特性，包括毒力、生物被膜形成和细胞间竞争能力。真菌群体感应现象于25年前首次被发现，法尼醇（farnesol）和酪醇（tyrosol）作为两种关键信号分子被鉴定。尽管这些调控分子的主要作用已被阐明，但关于酪醇介导的效应（尤其是分子水平事件）仍存在诸多未解之谜。基于现有文献，酪醇在超生理浓度下具有潜在抗真菌活性，且与传统抗真菌药物联用时可对浮游态和生物被膜态念珠菌（包括白念珠菌Candida albicans和非白念珠菌物种）产生显著协同作用。当前，与法尼醇研究相比，酪醇的深度分子机制研究仍处于早期阶段，但过去10年中已发表多项具有前景的发现，支持其作为替代治疗方案的潜力。

酪醇对酵母浮游态的影响

酪醇在念珠菌细胞中的生物合成主要通过酪氨酸（tyrosine）的Ehrlich途径完成。该途径涉及L-酪氨酸经Aro8和Aro9催化转氨为4-羟基苯丙酮酸（4-hydroxyphenylpyruvate），再通过Aro10脱羧生成4-羟基苯乙醛（4-hydroxyphenylacetaldehyde），最终由酒精脱氢酶（Adh1、Adh2或Adh6）还原为酪醇。酪醇的产生受生长条件、氧含量、芳香族氨基酸、铵盐可用性及pH值显著影响。例如，添加酪氨酸或铵盐可提高酪醇产量，转录调节因子Aro80p在此过程中起关键作用。ARO8和ARO9基因在碱性条件下上调表达，而ARO10则下调，且ARO9的表达依赖pH响应转录因子Rim101。

酪醇在细胞密度≥10⁸ cells/mL时以低浓度（~3μM）持续积累于胞外区域，虽非必需生长因子，但可特异性缩短滞后相（lag phase），并在浓度≥10μM时显著促进白念珠菌从酵母态向丝状态的形态转换。不同念珠菌物种的酪醇产量存在差异：热带念珠菌（C. tropicalis）和白念珠菌产量最高（10^-7–10^-6 nmol/CFU），而光滑念珠菌（C. glabrata）和近平滑念珠菌（C. parapsilosis）产量较低（10^-8–10^-7 nmol/CFU）。此外，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和耳念珠菌（C. auris）亦能分泌酪醇。

在超生理浓度下，酪醇对念珠菌生长具有抑制作用。例如，15 mM酪醇处理2小时可显著抑制近平滑念珠菌和耳念珠菌的生长，但对菌丝/假菌丝比例无显著影响。较高浓度（25–200 mM）的酪醇可剂量依赖性减少白念珠菌 germ tube 形成。值得注意的是，酪醇对 extracellular protease、phospholipase 和 lipase 活性无显著影响。

酪醇对酵母生物被膜发育的影响

酪醇在多种念珠菌的形态发生和生物被膜发育中扮演关键角色。研究表明，酪醇在生物被膜形成初期（1–6小时）诱导菌丝发育，并在中间阶段促进白念珠菌细胞向丝状生长转化。白念珠菌生物被膜中酪醇产量（9.6±0.5 nmol/mg干重）高于浮游态细胞（5.7±1.1 nmol/mg干重）。尽管efg1Δ、cph1Δ双突变株仍可密度依赖性释放酪醇，但酪醇对这些突变株的生物被膜形态无影响。

在超生理浓度下，外源添加酪醇对近平滑念珠菌生物被膜活菌数无显著影响，但可补偿性提高黏附细胞的代谢活性。类似地，酪醇可促进耳念珠菌以酵母或假菌丝形式形成生物被膜。

酪醇的抗真菌潜力

针对群体感应的治疗策略已成为替代治疗研究的热点领域。酪醇在超生理浓度下对浮游态和生物被膜态念珠菌均表现出抑制活性，其最小抑制浓度（MIC）因物种而异：近平滑念珠菌（>1 mM）、热带念珠菌（5 mM）、白念珠菌（50 mM）和光滑念珠菌（90 mM）。在体内实验中，每日给予15 mM酪醇可使免疫缺陷小鼠肾脏真菌负荷降低0.5–1 log。

关于药物联合应用，酪醇与抗真菌药物的协同作用具有菌株依赖性。酪醇与两性霉素B、伊曲康唑和氟康唑联用对白念珠菌和热带念珠菌的协同率分别为55%、90%和90%。然而，酪醇与氟康唑联用对近平滑念珠菌浮游态和生物被膜态均呈现拮抗作用（FICI: 4.125–4.5）。与棘白菌素（如卡泊芬净caspofungin和米卡芬净micafungin）联用时可显著降低MIC值（1–32倍），但协同作用仅见于部分菌株。

酪醇抗真菌效应的生理与分子机制

近期研究致力于揭示酪醇抗真菌效应的深层机制。在近平滑念珠菌和耳念珠菌中，15 mM酪醇处理可显著诱导活性氧（ROS）生成，伴随超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和过氧化氢酶（CAT）活性升高，表明氧化应激参与其抗真菌作用。此外，酪醇处理导致耳念珠菌细胞内铁、锰、锌和铜含量分别下降25%、37%、34%和55%，加剧了氧化应激损伤。

转录组分析显示，酪醇处理可调控数百个基因表达。在近平滑念珠菌中，核糖体生物合成相关基因下调，而氧化应激响应和乙醇发酵相关基因上调。外排泵基因MDR1和CDR1表达上调，FAD2和FAD3基因下调。在耳念珠菌中，铁代谢、脂肪酸代谢和核酸合成相关基因下调，抗氧化防御和黏附相关基因上调。值得注意的是，酪醇在超生理浓度下可促进糖酵解和乙醇发酵，但不影响麦角固醇合成基因。

酪醇在医学中的潜在应用

当前研究多聚焦于酪醇在口腔医学中的应用。作为口腔卫生产品的添加剂，酪醇可减少念珠菌和变形链球菌（Streptococcus mutans）对丙烯酸树脂和羟基磷灰石表面的黏附，对预防义齿性口炎和龋齿具有潜力。酪醇与氯己定（chlorhexidine）联用可协同减少白念珠菌菌丝形成，但单独使用对成熟生物被膜无效。

纳米颗粒技术与酪醇的结合展现出广阔前景。酪醇功能化的壳聚糖金纳米颗粒对白念珠菌和光滑念珠菌具有浓度依赖性杀菌活性，并可下调麦角固醇合成相关基因。此外，酪醇的结构异构体（如2-和3-羟基苯乙醇）亦表现出显著的抗氧化和抗菌活性。酪醇衍生物（如酪醇-1,2,3-三唑杂合物）在乙酰胆碱酯酶抑制方面显示出潜在应用价值。

酪醇的工业应用

作为药物、营养品和化妆品的关键成分，酪醇工业制备方法包括植物提取、化学合成和微生物生物合成。近年来，微生物合成策略取得显著进展：通过外源途径增强酪醇产量，工程化酿酒酵母菌株的酪醇产量提高440倍；利用磷酸酮醇酶BA-C增加d-赤藓糖-4-磷酸（d-Erythrose 4-phosphate）通量，可使酪醇总产量提高151%；过表达m6A修饰 writer Ime4 和 reader Pho92 及正调控因子Gcr2，可进一步将酪醇产量提高62倍。

结论与未来研究方向

过去20年中，酪醇作为念珠菌的主要群体感应分子，在生物被膜形成、形态发生和毒力调控中发挥关键作用。其潜在的毒力抑制和群体感应干扰效应使其成为替代抗真菌策略的重要候选。然而，酪醇的深层分子互作机制尚不明确，未来需聚焦于分子水平研究。此外，酪醇在跨界互作（如细菌-真菌相互作用）中的效应亟待探索，以全面理解其生理和分子调控网络。