整合转录组学和蛋白质组学分析揭示了ω-3多不饱和脂肪酸抑制白色念珠菌生物膜形成过程中氧化磷酸化作用的改变

《BMC Microbiology》：Integrated transcriptomic and proteomic profiling reveals alteration of oxidative phosphorylation in omega-3 polyunsaturated fatty acid-mediated inhibition of Candida albicans biofilm formation

　　

摘要

背景

Candida albicans 生物膜对传统抗真菌药物具有极高的耐受性，这给临床治疗带来了巨大挑战。Omega-3 多不饱和脂肪酸（PUFAs），尤其是二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有抗生物膜活性，但其作用机制尚未完全明了。

方法

本研究采用整合的转录组学和蛋白质组学方法来探究 DHA 和 EPA 对 C. albicans ATCC 90028 的抗生物膜活性。通过结晶紫染色和 XTT 还原实验评估生物膜的抑制效果。用 1 mM DHA 或 EPA（均低于 MIC 值，MIC > 1 mM）处理后的生物膜细胞接受了 RNA-seq 和 DIA 蛋白质组学分析，确定了差异表达的基因（DEGs）和蛋白质（DEPs），并进行了 KEGG 通路分析。

结果

在 1 mM 的浓度下，DHA 和 EPA 均能抑制生物膜的形成，且不影响浮游菌的生长。DHA 改变了 1787 个转录本（750 个上调，1037 个下调）和 554 个蛋白质（170 个上调，384 个下调）；EPA 改变了 905 个转录本（446 个上调，459 个下调）和 259 个蛋白质（104 个上调，155 个下调）。DHA 在 mRNA 和蛋白质水平上都抑制了核糖体的生物发生和氧化磷酸化过程。相比之下，EPA 主要通过转录后机制调节 DNA 复制相关基因，并主要影响氧化磷酸化。综合分析表明，氧化磷酸化和中心碳代谢是关键的共同作用靶点，其中 DHA 造成的代谢紊乱更为显著。

结论

DHA 和 EPA 通过不同的调控途径抑制 C. albicans 生物膜的形成，这些途径最终都涉及线粒体能量代谢。这些发现为基于 Omega-3 PUFAs 的抗生物膜策略提供了分子框架，并强调了多组学整合在理解复杂药物机制方面的价值。