OLE2与POX1-3在前列腺素E2产生及毒力中的作用在耳念珠菌（Candidozyma auris）中具有保守性

《Microbiology Spectrum》：The role of OLE2 and POX1-3 in prostaglandin E2 production and virulence is conserved in Candidozyma (Candida) auris

　　

脂质因其参与致病酵母的毒力而备受关注。其中，花生四烯酸衍生的类二十烷酸——前列腺素，受到了特别关注。哺乳动物中研究最广泛的前列腺素是前列腺素E2（PGE2）。然而，包括白念珠菌（Candida albicans）、热带念珠菌（Candida tropicalis）、光滑念珠菌（Candida glabrata）、近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）和都柏林念珠菌（Candida dubliniensis）在内的致病酵母也能产生PGE2。值得注意的是，此前尚未有关于耳念珠菌（Candidozyma auris）产生PGE2的报道。在白念珠菌中，PGE2通过促进酵母-菌丝转换、增强生物膜形成和胃肠道定植，在定植和毒力中发挥关键作用。尽管酵母中PGE2合成的生化途径尚不清楚，但已发现多个相关基因，包括本研究调查的OLE2和POX1-3。研究人员利用CRISPR-Cas9系统构建了这些基因的缺失突变体，并通过酶联免疫吸附试验（ELISA）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）定量分析了突变体的PGE2产量。此外，利用秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）生存试验评估了这些基因在毒力中的参与情况。本研究首次报道了耳念珠菌产生PGE2，并证明OLE2和POX1-3在该酵母于线虫中的PGE2产生和毒力中起重要作用。此外，耳念珠菌中OLE2的缺失导致单不饱和脂肪酸积累，证实OLE2不编码Δ9去饱和酶。不同致病酵母间PGE2产生和毒力需求的保守性表明其具有广谱药物靶点的潜力。

研究人员针对新兴致病真菌耳念珠菌（Candidozyma auris）展开了深入研究，探讨了其在前列腺素E₂（PGE₂）生物合成及宿主毒力方面的分子机制。该研究由南非学者完成，并发表于微生物学领域期刊《Microbiology Spectrum》。

研究背景聚焦于致病酵母中一类重要的免疫调节脂质——类二十烷酸（eicosanoids）。尽管哺乳动物中PGE₂的合成途径已被阐明，但在酵母中，特别是耳念珠菌中，相关机制尚不明确。此前研究表明，OLE2（编码一种推定的硬脂酰辅酶A去饱和酶）和POX1-3（编码酰基辅酶A氧化酶）在其他念珠菌属物种的PGE₂生产中发挥作用，但其在耳念珠菌中的功能及其对毒力的影响尚未被探索。鉴于耳念珠菌作为全球公共卫生威胁的快速传播性和耐药性，解析其独特的代谢通路对于开发新型抗真菌药物靶点具有重要意义。

为开展此项研究，研究人员采用了多项关键技术方法。首先，利用CRISPR-Cas9基因编辑系统构建了耳念珠菌野生型菌株MRU293的OLE2和POX1-3基因缺失突变体及其回补菌株。其次，通过在RPMI-1640培养基中培养生物膜并添加外源性花生四烯酸（AA），收集上清液后分别采用酶联免疫吸附试验（ELISA）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）对PGE₂产量进行定量验证。第三，利用气相色谱（GC）分析各菌株的脂肪酸谱。最后，采用秀丽隐杆线虫（C. elegans glp-4; sek-1）感染模型进行生存试验，以评估不同菌株的毒力差异。

研究结果部分主要包括以下内容：

关于耳念珠菌产生PGE₂及基因缺失的影响，LC-MS/MS分析证实了耳念珠菌能从外源性AA中产生PGE₂。ELISA定量结果显示，与白念珠菌SC5314相比，耳念珠菌MRU293产生的PGE₂较少。重要的是，OLE2或POX1-3的缺失均导致PGE₂产量显著降低，而在回补菌株（ole2Δ::OLE2和pox1-3Δ::POX1-3）中产量恢复至野生型水平。

关于OLE2缺失引起单不饱和脂肪酸增加的研究发现，脂肪酸谱分析显示，OLE2缺失导致棕榈油酸（16:1）和油酸（18:1）的相对百分比增加，而其前体棕榈酸（16:0）和硬脂酸（18:0）减少。这一变化在回补菌株中被逆转。此外，还观察到亚麻酸（18:3）相对百分比下降。这表明OLE2并不编码Δ9去饱和酶，其功能可能涉及单不饱和脂肪酸的下游修饰。

关于OLE2和POX1-3对线虫毒力必要性，秀丽隐杆线虫生存试验的Kaplan-Meier曲线分析显示，感染ole2Δ或pox1-3Δ缺失突变体的线虫生存率显著高于感染野生型耳念珠菌的线虫，且回补菌株恢复了野生型的致死能力。这表明这两个基因在耳念珠菌的毒力表型中发挥关键作用。

在讨论部分，研究人员总结了主要结论。本研究首次确立了耳念珠菌产生PGE₂的能力，并揭示了OLE2和POX1-3在此过程中的保守作用。尽管OLE2在不同念珠菌物种中对脂肪酸谱和PGE₂产量的具体影响存在差异，但其在毒力中的功能是保守的。POX1-3在耳念珠菌和平滑念珠菌中的功能相似性进一步支持了致病酵母中PGE₂合成途径的进化保守性。研究人员指出，由于酵母中的PGE₂合成途径与哺乳动物宿主截然不同，针对OLE2和POX1-3等基因靶点的干预策略有望开发出具有低宿主毒性的新型抗真菌疗法。