Candida auris在体外和体内早期宿主适应过程中的蛋白质组重塑

《Journal of Fungi》:Proteome Remodelling in Candida auris During Early Host Adaptation In Vitro and In Vivo

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Journal of Fungi 4.3

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  耳念珠菌(Candida auris)是一种新兴的真菌病原体,因其高传播性和多重耐药特性,对全球健康构成严重威胁。尽管近年来在分子水平上对该神秘微生物的剖析取得了进展,但研究人员对其致病机制的理解仍有许多未阐明之处。由于微生物的致病性受宿主与病原体之间动态相互

  
耳念珠菌(Candida auris)是一种新兴的真菌病原体,因其高传播性和多重耐药特性,对全球健康构成严重威胁。尽管近年来在分子水平上对该神秘微生物的剖析取得了进展,但研究人员对其致病机制的理解仍有许多未阐明之处。由于微生物的致病性受宿主与病原体之间动态相互作用的调节,解析涉及耳念珠菌的宿主-病原体相互作用可为其致病级联提供新的见解。为此,为表征耳念珠菌的毒力库(virulence repertoire),本研究采用整合定量蛋白质组学策略剖析感染的早期阶段,并利用了基于巨噬细胞共培养和小鼠腹腔感染的体外(in vitro)与体内(in vivo)实验体系。整合蛋白质组学分析揭示,在早期宿主-病原体相互作用阶段,耳念珠菌对细胞过程进行了协调重塑,包括翻译机制的下调、参与代谢重编程、应激反应和结构重排的分子的调控。多种与氧化应激适应、替代碳代谢和细胞骨架调控相关的蛋白质在宿主相互作用期间呈现差异丰度。综上所述,这些发现表明,耳念珠菌对宿主免疫压力的早期适应涉及快速且依赖情境的蛋白质组重塑,这可能有助于真菌在感染过程中的生存与持续存在。
耳念珠菌(Candida auris)是2009年于日本首次发现的一种新兴真菌病原体,因其高传播性和多重耐药(multidrug resistance, MDR)特性,已被世界卫生组织(World Health Organization, WHO)列为真菌优先病原体清单(fungal priority pathogens list, FPPL)中的"关键优先"病原体,对全球公共卫生构成严重威胁。该菌可引起血流、伤口、呼吸道、泌尿道及耳部等深部感染,死亡率高达28%–56%。临床分离株中约90%对氟康唑耐药,35%对两性霉素B(amphotericin B, AmB)耐药,7%对棘白菌素耐药,3%对氟胞嘧啶耐药,且超过40%对两类以上抗真菌药物耐药。然而,现有研究多集中于抗真菌耐药机制,其致病机制远未阐明。由于微生物致病性受宿主与病原体动态相互作用的调控,解析耳念珠菌感染早期的宿主适应过程对理解其致病级联及开发新型防治策略至关重要。

研究人员采用整合定量蛋白质组学策略,基于巨噬细胞共培养的体外(in vitro)模型和小鼠腹腔感染的体内(in vivo)模型,在感染后2小时的早期时间点对再分离的真菌细胞进行蛋白质组学分析,系统描绘了耳念珠菌早期宿主适应中的蛋白质组重塑图谱。研究发现,耳念珠菌在宿主免疫压力下表现出翻译机制下调、代谢重编程、应激反应激活及结构重塑等协调性分子适应。该研究发表于《Journal of Fungi》,为理解耳念珠菌的早期感染生物学及宿主-病原体相互作用提供了新见解。

本研究使用耳念珠菌临床分离株1133/P/13-R(clade I,源自Vallabhbhai Patel胸部研究所,VPCI)。体外实验采用C57BL/6小鼠来源的原代骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages, BMDM),以10:1的感染复数(multiplicity of infection, MOI)共培养2小时;体内实验采用6–8周龄雌性C57BL/6小鼠腹腔注射7.5 × 107真菌细胞,2小时后行腹腔灌洗回收真菌。蛋白质样品分别采用TMT-10Plex标记定量(体外)和免标记定量(label-free quantification, LFQ)(体内)策略,结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析,数据经MaxQuant处理,以LIMMA进行差异统计(5% FDR)。

**3.1 耳念珠菌在体外与体内与宿主相互作用的早期杀伤动力学**

通过菌落形成单位(colony-forming unit, CFU)测定评估2小时内的杀伤动力学。结果显示,在MOI为1:1时巨噬细胞可显著杀伤耳念珠菌(p < 0.001);但在MOI为10:1时未见显著杀伤(p = 0.449),提示真菌负荷影响免疫细胞的杀伤效率。体内实验中,腹腔灌洗回收的真菌数量显著减少(p < 0.001),提示真菌被清除,但不能排除组织黏附、聚集或灌洗回收不完全等因素的贡献。

**3.2 体外与体内相互作用条件下耳念珠菌的蛋白质组景观**

通过计算机模拟(in silico)胰蛋白酶消化比较耳念珠菌与小鼠蛋白质组以评估宿主肽段干扰:在29,171个定量肽段中仅196个(0.67%)为潜在跨物种肽段,涉及2,979个定量蛋白中的77个(2.6%),表明宿主肽段干扰对定量影响极小。体外相互作用中共检测到3,034个真菌蛋白,其中1,073个为显著差异丰度蛋白(differentially abundant proteins, DAPs)(adj. p.val < 0.05),67个上调、82个下调(log2FC阈值±1)。体内共鉴定2,484个蛋白,272个DAPs,其中53个上调、135个下调。

**3.3 差异丰度蛋白的功能分类**

根据Candida基因组数据库注释进行功能分类,发现体外和体内条件下均存在多个核糖体蛋白(如Rpl27a、Rpl3、Rpl10、Rpl14、Rpl17b、Rpl32、Rps21、Rps23a、Rps16a)的一致性下调。代谢适应相关蛋白呈现差异丰度:体外巨噬细胞相互作用中Hgt2、
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