研究揭示了白色念珠菌 這種神秘的真菌具有重大的健康后果
多倫多大學(xué)的研究人員檢查了囊性纖維化患者粘液中的真菌,并發(fā)現(xiàn)了一種特別狡猾的真菌物種如何進化以抵御鄰近的細(xì)菌。
我們的微生物組常規(guī)居民 - 尤其是囊性纖維化患者肺部普遍存在- 白色念珠菌 真菌是一種“機會性病原體”。這意味著它通常會讓我們孤身一人,但如果我們的免疫系統(tǒng)受到損害,它們就會反對我們。事實上,這種真菌是血液感染最常見的原因之一,如敗血癥。由于免疫系統(tǒng)弱化的人口在過去二十年中大幅增加 - 感染艾滋病毒,進行器官移植或接受癌癥化療的人就是一些例子 - 像這樣的機會性真菌病原體已成為更大的威脅??紤]到我們沒有任何可靠的抗真菌藥物來阻止它們,這一點尤為令人擔(dān)憂。
“真菌對人類健康產(chǎn)生了驚人的影響,每年感染全球數(shù)十億人,每年造成150萬人死亡 - 這是在結(jié)核病和瘧疾的范圍內(nèi),”多倫多大學(xué)分子遺傳學(xué)教授研究的首席研究員Leah Cowen說。和加拿大微生物基因組學(xué)和傳染病研究主席。“然而,他們被低估了,并沒有得到很好的理解。”
白色念珠菌是一種特別狡猾的真菌。它的標(biāo)志性動作是變形 - 它可以從圓形的單細(xì)胞酵母變成長而細(xì)的結(jié)構(gòu),使其適應(yīng)不同的環(huán)境并使其特別有害。在這項研究中,研究人員使用高通量基因測序和基于培養(yǎng)的分析分析了來自28位囊性纖維化患者的89份粘液樣本。白色念珠菌可以預(yù)測普遍存在。
然而,令研究人員感到驚訝的是,這些真菌中的一些開始轉(zhuǎn)變成纖維狀而沒有任何環(huán)境因素 - 通常這種轉(zhuǎn)化(稱為細(xì)絲化)不會自發(fā)發(fā)生,而是由某些物質(zhì)(如血液)的存在引發(fā)。為了確定是否存在遺傳解釋,研究人員對這些樣本的基因組進行了測序,并找到了一個共同點。除了一個以外,所有人都有一個已知可抑制變化形狀的基因的基因突變 - 稱為NRG1。
“這是一支冒煙的槍,”考恩說。“這種基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可以阻止細(xì)絲化 - 就像剎車一樣。由于這些基因突變,真菌失去了這種制動,無法阻止這些長串形成。”
為了找出這種真菌的某些菌株會產(chǎn)生這種遺傳變異的原因,研究人員研究了鄰近的細(xì)菌。作為微生物之間持續(xù)戰(zhàn)斗的一部分,在囊性纖維化患者中也發(fā)現(xiàn)的某些細(xì)菌會分泌阻止真菌變成其纖維狀的分子。研究人員嘗試將突變的真菌暴露于這些細(xì)菌對手。真菌不是對細(xì)菌信號做出反應(yīng),而是保持其纖維狀。研究人員認(rèn)為,這些真菌已經(jīng)發(fā)展到與其細(xì)菌競爭對手的戰(zhàn)術(shù)相對立。
“我們認(rèn)為細(xì)菌和真菌之間的相互作用推動了這一點,”考恩說。“通常失去控制并不是一件好事,但在這種情況下,它可能是念珠菌的一種很好的防御機制。這些真菌基本上已經(jīng)學(xué)會忽視細(xì)菌。”
該研究發(fā)表于今天的PLOS Pathogens期刊。它是加拿大衛(wèi)生研究院大學(xué)跨學(xué)科資助的一部分,涉及跨學(xué)科的研究人員 - 臨床醫(yī)生,分子生物學(xué)家,進化生物學(xué)家和生物信息學(xué)家合作開展了各種以微生物組為重點的研究。
Cowen正在繼續(xù)研究真菌病原體對囊性纖維化患者的影響,這些患者無法清除氣道中的微生物并因此導(dǎo)致肺功能降低。我們?nèi)詿o法治愈這種致命的遺傳病。她還在尋求更好地了解真菌在各種其他條件下的作用。
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