2月27日，中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所陳昌斌研究組與上海交通大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院單細胞組學(xué)與疾病研究中心劉寧寧和王慧團隊合作，在Nature Communications上發(fā)表了題為“Global fungal-host interactome mapping identifies host targets of candidalysin”的研究論文，首次繪制真菌-宿主相互作用組圖譜識別白念珠菌毒素的人體靶標，并驗證和闡明了白念珠菌毒素與細胞周期蛋白H（CCNH）的直接相互作用及機制。該研究為深入研究真菌感染致病機制提供了新線索，為抗真菌藥物研發(fā)提供了新靶點。

機會性致病真菌白念珠菌與人體健康密切相關(guān)，據(jù)估計，75%的女性在一生中至少會感染一次陰道念珠菌病。白念珠菌的形態(tài)轉(zhuǎn)變已經(jīng)被證明是致病的關(guān)鍵因素，并且為白念珠菌侵襲人體各種組織和逃避宿主防御機制提供巨大優(yōu)勢。ECE1基因在菌絲態(tài)白念珠菌細胞內(nèi)高度表達，編碼Ece1蛋白，該蛋白對上皮細胞激活、粘膜損傷及發(fā)病機制的影響舉足輕重。Ece1蛋白具有七個KR處理位點，通過該位點的裂解產(chǎn)生八個短肽段，分別命名為Ece1-I 到Ece1-VIII，其中只有Ece1-III（白念珠菌毒素）被證明具有溶細胞毒性。當(dāng)腸道黏膜定植的白念珠菌在腸道上皮易位時，可能會導(dǎo)致致命的系統(tǒng)性血液感染，院內(nèi)患者抗生素治療、免疫功能障礙或腸道損傷（如外科手術(shù)期間）都可能導(dǎo)致這種結(jié)果的發(fā)生，在此過程中，ECE1基因介導(dǎo)的菌絲伸長、生物膜形成以及白念珠菌毒素的分泌至關(guān)重要。因此，深入研究Ece1短肽段，尤其是白念珠菌毒素在人體中的關(guān)鍵靶基因或受體，尋找介導(dǎo)其發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的信號通路，是急需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。

研究通過高通量增強酵母雙雜交技術(shù)（HT-eY2H）篩選八個Ece1短肽段的人類相互作用蛋白，并繪制了相互作用組圖譜，確定了一系列潛在的Ece1短肽段相互作用蛋白，并證明部分蛋白可與多個Ece1短肽段相互作用（圖1）。其中，結(jié)合生物信息學(xué)分析與細胞周期實驗結(jié)果，研究人員篩選得到白念珠菌毒素的直接相互作用蛋白CCNH，并通過免疫共沉淀實驗（Co-IP）、雙分子熒光互補實驗（BiFC）、表面等離子共振技術(shù)（BIAcore）等進一步驗證了白念珠菌毒素與CCNH蛋白的直接相互作用，并通過HPepDock技術(shù)預(yù)測了相互作用結(jié)構(gòu)。在相關(guān)機制方面，細胞實驗γ-H2AX的表達以及CCNH和γ-H2AX在細胞內(nèi)的共定位表明，白念珠菌毒素會導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂（DSB）顯著增加，并且白念珠菌毒素與CCNH直接結(jié)合激活CDK 激活激酶，從而抑制DNA損傷修復(fù)途徑；通過口咽念珠菌病小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)，白念珠菌毒素敲除的白念珠菌菌株不會刺激CCNH基因上調(diào)并誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂。簡而言之，該研究表明，白念珠菌分泌的白念珠菌毒素通過上調(diào)CCNH表達并直接與CCNH蛋白相互作用，誘導(dǎo)DNA損傷促進真菌感染。

圖1 （a）Ece1 蛋白八個肽段的特有相互作用基因、共有相互作用基因示意圖；（b）人類靶基因與 Ece1 肽段互作網(wǎng)絡(luò)分析；（c）Ece1 肽段與人類互作基因及其功能重疊可視圖；（d）Ece1肽段的人類相互作用基因細胞內(nèi)定位情況

中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所陳昌斌研究員，上海交通大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院單細胞組學(xué)與疾病研究中心劉寧寧研究員和王慧教授為本研究的共同通訊作者，該研究得到了同濟大學(xué)生物信息系朱瑞新教授、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院張健教授、中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所潘磊教授、上海交通大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院欒洋教授的大力支持和幫助，同時得到了科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、上海市科委、上海市教委、上海高水平地方高校創(chuàng)新團隊等項目資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46141-x