阻斷GPI錨去醯基化抑制白念珠菌侵染宿主分子機制研究

《阻斷GPI錨去醯基化抑制白念珠菌侵染宿主分子機制研究》是依託同濟大學，由安毛毛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：阻斷GPI錨去醯基化抑制白念珠菌侵染宿主分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：安毛毛
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

侵襲性真菌感染髮病率逐年上升，病死率居高不下。白念珠菌是最主要的條件致病真菌。大部分白念珠菌細胞壁蛋白包括許多毒力因子都屬於GPI-錨定蛋白，且均通過GPI錨轉運並錨定於細胞壁。雖然GPI錨生物合成對於白念珠菌侵染宿主具有重要作用，但目前研究尚較少。本項目前期對白念珠菌GPI錨合成通路開展了系列研究，首次發現GPI錨前體轉移到新生蛋白質上後肌醇去醯基化反應對其侵染宿主能力有重要影響，該步反應由Bst1p催化。本項目擬在前期工作基礎上，以BST1基因缺失菌為工具菌，深入研究阻斷GPI錨去醯基化抑制白念珠菌侵染宿主的細胞與分子機制，一方面利用iTRAQ等技術研究阻斷GPI錨去醯基化後白念珠菌對宿主侵襲力降低的機制；另一方面研究阻斷白念珠菌GPI錨去醯基化後宿主對其免疫識別增強的機制；並採用定點突變技術研究Bst1p參與侵染宿主的活性位點，為發現防控侵襲性白念珠菌感染的新靶標提供理論和實驗依據。

結題摘要

侵襲性真菌感染髮病率逐年上升，其中最常見的念珠菌感染位居院內血源性感染的第四位。白念珠菌細胞壁中多數毒力因子都屬於GPI-錨定蛋白，它們均通過GPI錨轉運並錨定於細胞壁。我們提出如下科學假設：阻斷白念珠菌GPI錨合成的關鍵步驟能夠抑制眾多毒力因子在細胞壁上的定位，在很大程度上抑制其侵染宿主。本項目前期發現白念珠菌GPI錨前體轉移到新生蛋白質上後的肌醇去醯基化反應是GPI-錨定蛋白合成的關鍵步驟，該步反應由Bst1蛋白催化。本項目在前期工作基礎之上深入研究阻斷GPI錨去醯基化抑制白念珠菌侵染宿主的細胞與分子機制。本項目研究表明，通過BST1基因缺失抑制肌醇去醯基化反應後，白念珠菌細胞壁中GPI-錨定蛋白含量顯著下降；BST1基因缺失菌對宿主細胞（血管內皮細胞、口腔和腸黏膜上皮細胞、肺上皮細胞）粘附、侵襲（誘導胞吞和主動穿刺）和損傷能力顯著下降；BST1基因缺失菌在小鼠血源性念珠菌血症和胃腸道來源感染念珠菌血症模型中喪失毒力。另外一方面，我們發現通過基因缺失突變白念珠菌BST1基因後，細胞壁結構發生明顯變化，最外層甘露聚糖成分顯著減少，中間層β-(1,3)-D-葡聚糖成分暴露在細胞壁表面，能夠誘導天然免疫細胞更強的免疫識別反應（如巨噬細胞NF-κB和MAPKs信號通路的激活及細胞因子釋放、中性粒細胞殺傷增強等）。同時，我們研究發現Bst1蛋白202位絲氨酸是其發揮生物學功能的關鍵位點。綜合以上研究數據，我們認為Bst1蛋白催化的肌醇去醯基化反應是白念珠菌GPI-錨定蛋白合成的關鍵步驟；阻斷肌醇去醯基化反應不僅可以抑制毒力因子在白念珠菌細胞壁的定位，而且可以增強宿主的免疫識別反應，從而抑制白念珠菌感染機體。基於該項目的基礎研究，本課題組開展了抗真菌感染GPI-錨定蛋白抑制劑的研究，獲得了氨基砒啶類候選藥物GPI-89，目前正在進一步研究。