中科院微生物所百人計劃項目發表PLoSBiology文章

　　生物應對環境變化和生存的能力與其獨特的生物學特征密切相關。白色念珠菌(Candida albicans)是人體內常見的一種機會性致病真菌。由于抗生素的濫用、艾滋病的流行、癌癥化療和器官移植等新的醫療技術的應用，導致有免疫系統缺陷的人大量增加。因此也導致以白色念珠菌為主的真菌感染成為我國及全世界日益嚴重的問題。白色念珠菌的最重要的生物學特征就是形態的可塑性和多樣性。越來越多的研究表明，白色念珠菌應對宿主體內環境變化的能力和致病能力與其形態多樣性密切相關。

　　最近，中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室黃廣華課題組在白色念珠菌中發現了一種新的形態，稱之為 “Gray” 形態(the gray phenotype)。“Gray” 形態與上個世紀80年代發現的 “White” 和 “Opaque” 形態可以相互轉換，并形成一種 “white-gray-opaque” 三穩態的轉換系統。

　　很大一部分被測試的菌株都能進行這種三穩態形態轉換，說明該轉換系統普遍存在于臨床菌株中。“Gray” 形態與 “White” 和 “Opaque” 形態的白色念珠菌在細胞形態、交配能力和致病性等方面有明顯的區別。“Gray”細胞為桿狀、形態較小，“White” 細胞為橢球形、中等大小，而 “Opaque”細胞較大、也呈桿狀。“Gray”細胞交配能力介于“White” 和 “Opaque”細胞之間。

　　胞外分泌性的天冬氨酰蛋白酶(Saps)是白色念珠菌中主要的毒性因子，尤其在皮膚和黏膜感染中起重要作用。在蛋白質或皮膚組織的誘導下，“Gray”細胞分泌胞外天冬氨酰蛋白酶的能力最強。因此，在皮膚和黏膜感染中，“Gray”細胞致病力最強。在系統感染中，“White” 細胞致病力最強，“Gray”和 “Opaque”細胞較弱，這可能是由于“White” 細胞具有較強的菌絲生長能力。轉錄組分析表明，三種不同形態細胞各種表達譜明顯不同，并各自表達一系列獨特的形態特異性相關基因。在三種形態相互轉換的調控中，轉錄因子Efg1和Wor1起關鍵的作用。EFG1是維持“White” 細胞穩定必需的基因，而WOR1是維持“Opaque” 細胞穩定必需的基因。

　　同時敲除EFG1和WOR1則可以將細胞鎖定在“Gray”細胞狀態。因此，Efg1和Wor1協同調控“white-gray-opaque”三穩態轉換系統的運轉。該研究揭示了一種全新的白色念珠菌致病形態，豐富了對該菌形態多樣性和致病特性的認識，提出了“三穩態”系統概念，將為進一步揭示致病菌與宿主相互作用的機理，尋找新型抗真菌藥物靶點提供理論依據。

　　該課題在中科院“百人計劃”和國家自然科學基金委相關項目資助下完成，并得到了微生物所鐘瑾課題組和白逢彥課題組的支持。相關研究成果最近發表在國際雜志PLoS Biology上。