白念珠菌轉錄因子Aft2p的功能研究

《白念珠菌轉錄因子Aft2p的功能研究》是依託南開大學，由李明春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：白念珠菌轉錄因子Aft2p的功能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李明春
• 依託單位：南開大學

中文摘要

對於器官移植、強化化療、糖尿病、愛滋病患者來講，白念珠菌的感染是導致入侵性真菌疾病的主要原因。其致病性是與白念珠菌形態轉換及鐵吸收代謝相關的。我們發現白念珠菌的基因組中存在參與釀酒酵母鐵離子動態平衡的轉錄激活因子Aft2p。同時還發現該轉錄因子可能在鐵代謝基因的表達調控和細胞形態轉換過程中起重要作用。本項目將通過一系列分子生物學手段，研究CaAFT2基因的缺失對細胞生長、鐵代謝基因的表達、形態學以及毒力方面的影響；Aft2p在調節菌絲特異性基因表達方面的特徵以及鑑定出Aft2p轉錄因子的DNA結合元件等。通過對白念珠菌Aft2p轉錄因子功能的研究鑑定出一條新的菌絲形態轉換的調控途徑，這將會進一步加深對白念珠菌形態轉換網路調控途徑和鐵代謝基因調控途徑的認識。更重要的是，本研究所鑑定並識別的靶點可以用於介入治療，對臨床上治療白念珠菌的感染和藥物開發具有重要的理論和實際意義。

結題摘要

本項目首次證實白念珠菌基因組中存在參與釀酒酵母鐵離子動態平衡的Aft型調控因子同源物CaAft2，通過一系列分子生物學手段探究了該轉錄因子在許多重要細胞過程中的作用。生物信息學分析表明，白念珠菌Aft2蛋白是一個潛在的轉錄調控因子。異源表達實驗顯示該蛋白能補救釀酒酵母Scaft1Δ缺失株在非發酵碳源和低鐵條件下的生長缺陷，說明Aft2在調節細胞內鐵離子代謝和平衡方面具有潛在作用。但該蛋白不能補救釀酒酵母Scaft1Δ缺失株非鐵依賴性缺陷表型，例如細胞壁完整性、金屬離子敏感性和pH值耐受性等。為了進一步闡述該調控因子的功能，利用PCR介導的同源重組技術構建缺失株。發現AFT2基因的缺失會顯著降低胞內鐵含量和細胞表面高鐵還原酶活力。通過實時定量PCR和構建啟動子報告基因系統，發現該基因缺失一方面會引起鐵代謝基因MRS4、SIT1、SMF3和HAP43表達上調，另一方面也會引起FTR1、FET3、FRP1、CFL1、FET34等鐵代謝基因表達下調，說明CaAft2是一種鐵應答轉錄因子，具有雙重調控作用，參與調控白念珠菌鐵離子動態平衡過程。通過報告質粒定點突變技術，研究發現白念珠菌Aft2轉錄因子以基因劑量依賴性的方式通過CACCC保守應答元件調控鐵應答基因的表達。採用粘附能力測定，絮凝實驗以及疏水性測定實驗，發現AFT2基因的缺失影響白念珠菌細胞表面特性。另外，該基因對於細胞應答氧化壓力刺激也具有重要作用。AFT2的缺失會顯著引起胞內活性氧等物質的聚集，從而顯著提高胞內SOD酶活性。值得注意的是， Aft2因子在固體和液體菌絲誘導條件下具有不同的調控機制。在固體條件下，AFT2基因的缺失會顯著降低菌絲特異性基因的表達，從而降低菌落絲狀生長和侵入能力。而液體條件下，Aft2主要作為負向調控因子參與形態發生過程。該基因的缺失會顯著上調多種菌絲特異性基因的表達水平，輕微增強菌絲的生長和聚集能力。菌絲誘導信號能夠引起Aft2因子細胞內定位的改變，進一步證實Aft2因子在形態發生過程中發揮著重要調控作用。最重要的是，AFT2基因的缺失會顯著降低菌株在小鼠系統性感染模型中的毒力。綜上表明，白念珠菌Aft2調控因子是重要的毒力決定因素。本項目為臨床白念珠菌的感染治療和臨床藥物開發提供了新的理論依據。發表論文18篇，其中SCI收錄11篇，核心7篇。參加國內學術會議6次，發表會議論文8篇。