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組織破壞性真菌毒素在開創(chuàng)性研究中被發(fā)現

2019-01-25 14:35:26 ? 來源：

耶拿，Borstel，Aberdeen和倫敦的科學家在真菌白色念珠菌中發(fā)現了一種毒素，這種毒素在人體粘膜感染過程中起著至關重要的作用。他們的開創(chuàng)性研究現已于今日(四月七日)在“ 自然 ”雜志上發(fā)表。在整個進化過程中，病原體已經提出了許多技巧來感染和破壞它們的宿主：病毒捕獲整個細胞并將它們轉變?yōu)楣S以進行自身復制，直到細胞耗盡并死亡。傳染性細菌產生多種分子，可以控制宿主細胞的新陳代謝或簡單地破壞它。但人類致病真菌呢?

眾所周知，某些真菌會產生毒物，如果意外食用，會導致疾病甚至死亡。然而，到目前為止，從未顯示出可以感染我們的微觀真菌產生宿主細胞破壞毒素。幾十年來，科學家一直在尋找在真菌疾病過程中直接造成組織損傷的分子。然而，他們沒有在病原真菌中發(fā)現直接損害其感染宿主的毒素，并將這些危險物種與其無害親屬區(qū)分開來。這是令人遺憾的，因為這種知識對于理解人類真菌感染和采取治療對策具有重要價值。

因此，英德研究小組的發(fā)現令人非常驚訝。來自耶拿，Borstel，Aberdeen和倫敦的微生物學家首次成功鑒定出白色念珠菌中的真正毒素 - 這是一種通常無害的腸道酵母，經常引起鵝口瘡等疾病。Candidalysin，作為新的毒素被稱為，通過在他們的膜上形成孔來破壞人體細胞?？茖W家團隊使用口腔粘膜細胞作為模型闡明了這種機制。白色念珠菌的口腔感染通常發(fā)生在HIV患者身上，也發(fā)生在免疫系統(tǒng)較弱的非常年輕和老年人身上。

這一發(fā)現的最初推動力來自倫敦國王學院的Julian Naglik研究小組，該小組一直在研究人類口腔細胞如何應對真菌感染。位于德國耶拿的Leibniz天然產物研究和感染生物學研究所的Hanshard Hube博士團隊在分子水平上研究了真菌與宿主之間的相互作用，并證明了Candidalysin實際上損害了宿主細胞。此外，位于Borstel的Leibniz醫(yī)學和生物科學中心的生物物理學家Thomas Gutsmann和他的研究小組研究了真菌毒素和細胞膜之間的精確相互作用。英國和美國的其他研究人員也提供了數據。通過跨學科專業(yè)知識的成功結合，使得Candidalysin的發(fā)現成為可能。

但為什么研究人員需要幾十年的深入調查才能找到關鍵分子呢?長期以來從其他微生物病原體中已知類似的有毒化合物。在這里，訣竅是白色念珠菌最初產生更大的分子 - 一種多肽。編碼這種多肽的基因早已為人所知; 然而，它的功能仍然難以捉摸。到現在。利用最先進的分析技術并在最近的見解基礎上，該團隊成功檢測并表征了小分子。他們意識到這種多肽是通過某種酶在真菌內切成小塊的，但這些肽片段中只有一種是新發(fā)現的毒素Candidalysin?？茖W家選擇了這個特殊名稱，因為這種肽有助于細胞的破壞 - “裂解”。

這種毒素的產生與形態(tài)轉換緊密相關，這對疾病至關重要。白色念珠菌以兩種不同的形式生長：作為卵形酵母細胞或絲狀菌絲形式。在人體內，少量酵母細胞是無害的，我們的免疫系統(tǒng)意識到它不會面臨任何(直接)危險。然而，當形成侵入性細絲時，它們釋放出Candidalysin，并且它是被識別的毒素本身，充當“紅色警報”信號。

阿伯丁大學的鄧肯威爾遜說：“這是一個重要的觀察結果，因為它最終為一個困擾該領域數十年的問題提供了分子解釋：為什么菌絲是白色念珠菌的惡毒形態(tài)?

真菌Candida albicans及其毒素Candidalysin將繼續(xù)讓科學家們在未來許多年里提出問題。毒素如何與免疫系統(tǒng)相互作用?毒素是否也具有抗細菌活性，這對人類腸道等常見棲息地有影響嗎?真菌的其他遺傳成分在感染過程中起什么作用?

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