课题基金 / 基金详情

聚酮体合成酶介导的黑素合成在疣状瓶霉毒力和致病中的作用

批准号:
81902043
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
宋营改
依托单位:
学科分类:
病原真菌与感染
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
黑素是致病真菌的代谢产物,与真菌的形态、毒力和抗药性有关。疣状瓶霉在免疫正常及免疫缺陷者可引起着色芽生菌病、暗色丝孢霉病、足菌肿等皮下或播散性感染。申请者所在课题组基于分类学明确了疣状瓶霉复合体内7个种的特异性及致病力差异。申请者前期对复合体内8个临床株和环境株行全基因组测序,对序列作了注释,对它们的分子差异与致病性作了相关性分析,发现真菌黑素合成的关键酶聚酮体合成酶基因pks与致病性有关。本项目拟用CRISPR/Cas9基因编辑方法敲除疣状瓶霉的pks基因,用只转入Cas9的菌株作为对照,体外观察△pks株形态、药物敏感性的改变和对巨噬细胞功能的影响;用野生型和card9-/-小鼠的感染模型检测其生存率、病变程度、吞噬和杀伤力、以及诱导产生细胞因子能力的改变。所得结果将有助于明确pks介导的黑素合成在疣状瓶霉致病中的作用,进一步阐明真菌感染的发病机制;也为开发新型的抗真菌药提供新思路。
英文摘要
Melanin is a metabolic product of pathogenic fungi, which is closely related to the morphology, virulence and drug resistance of fungi. Phialophora verrucosa can cause subcutaneous or disseminated infections such as chromoblastomycosis, phaeohyphomycosis and mycetoma in both immunocompetent and deficient hosts.Multilocus analysis revealed the existence of seven species apparently having different infectious potentials in the Phialophora verrucosa complex. The applicant completed genome sequencing of 8 clinical and environmental strains in the complex, annotated the sequences, and analyzed the molecular differences and pathogenicity. It was found that the key enzyme of melanin biosynthesis, polyketide synthase(pks), was related to pathogenicity. This project intends to use CRISPR/Cas9 gene editing method to knock out the pks gene of Phialophora verrucosa. The morphology, drug resistance and macrophage function of △pks strain were observed in vitro, and the survival rate, pathological changes, phagocytosis and killing ability, as well as the ability to induce cytokines were detected by wild-type and card9-/-mice infection models. The results will help to clarify the role of melanin synthesis in the pathogenesis of Phialophora verrucosa, further elucidate the pathogenesis of fungal infection, and provide new ideas for developing new antifungal drugs.
暗色真菌中的疣状瓶霉、皮炎外瓶霉和棘状外瓶霉是CARD9缺陷患者最重要的感染病原。黑素是致病真菌的代谢产物,与真菌的形态、毒力和抗药性有关。本研究通过对来自北京大学真菌和真菌病研究中心保藏的上述三种暗色真菌的临床分离株和环境分离株分别进行了全基因组测序和比较基因组学分析,建立了暗色真菌基因组数据库;并通过毒力和致病性分析,确定了暗色真菌黑素合成的关键酶聚酮体合成酶基因pks的基因序列,进一步通过CRISPR/Cas9基因编辑方法获得了暗色真菌pks基因敲除株△pks,并通过体内和体外实验评估了△pks菌株在毒力和致病性方面的改变,提示敲除株生长均慢于WT株,且△pks菌株的抗真菌药物敏感性高于WT菌株,尤其是△pks 菌株对棘白菌素类的药物敏感性明显高于WT菌株;构建了外瓶霉WT菌株和△pks 菌株的细胞感染模型和小鼠感染模型,结果提示,Δpks菌株毒力减弱,黑素能够淬灭ROS,抵御吞噬细胞的吞噬杀伤。进一步通过皮炎外瓶霉,棘状外瓶霉和疣状瓶霉的蛋白组学及疣状瓶霉的乳酸化修饰分析,揭示了PKS的乳酸化修饰对暗色真菌的黑素合成有关键作用且存在种属特异性。通过对 CARD9 患者间隔十年的疣状瓶霉分离菌株进行黑色素含量和抗真菌药物敏感性检测,结合比较基因组,蛋白组和蛋白修饰水平的差异分析,提示了在黑色素生物合成中的蛋白高度富集。共鉴定出420个乳酰化蛋白的636个乳酰化位点,包含26种修饰基序。蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络分析表明,蛋白质乳酰化作用广泛分布,影响多种生物过程。该结果进一步揭示了赖氨酸乳酰化在调节暗色真菌代谢和黑色素生物合成中的广泛作用。本研究所得结果明确了pks介导的黑素合成在不同暗色真菌致病中的作用,进一步阐明了真菌感染的发病机制;也为开发新型的抗真菌药提供新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Post-translational changes in Phialophora verrucosa via lysine lactylation during prolonged presence in a patient with a CARD9-related immune disorder.
疣状瓶霉在长期存在于患有 CARD9 相关免疫疾病的患者体内时,通过赖氨酸乳酰化而发生翻译后变化
DOI: 10.3389/fimmu.2022.966457
发表时间: 2022
期刊: Frontiers in immunology
影响因子: 7.3
作者: []
通讯作者:
Comparative genomics of opportunistic Phialophora species involved in divergent disease types
涉及不同疾病类型的机会性瓶霉属物种的比较基因组学
DOI: 10.1111/myc.13244
发表时间: 2021-01-26
期刊: MYCOSES
影响因子: 4.9
作者: [Song, Yinggai, Menezes da Silva, Nickolas, Li, Ruoyu]
通讯作者: Li, Ruoyu
Molecular and MALDI-ToF MS differentiation and antifungal susceptibility of prevalent clinical Fusarium species in China
中国临床流行镰刀菌的分子和MALDI-ToF MS分化及抗真菌敏感性
DOI: 10.1111/myc.13345
发表时间: 2021
期刊: MYCOSES
影响因子: 4.9
作者: [Song Yinggai, Liu Xiao, Yang Zhining, Meng Xingye, Xue Ruoning, Yu Jin, Al-Hatmi Abdullah M. S., de Hoog G. Sybren, Li Ruoyu]
通讯作者: Li Ruoyu
The use of combined PCR, fluorescence in situ hybridisation and immunohistochemical staining to diagnose mucormycosis from formalin-fixed paraffin-embedded tissues
使用组合 PCR、荧光原位杂交和免疫组织化学染色诊断福尔马林固定石蜡包埋组织中的毛霉菌病
DOI: 10.1111/myc.13382
发表时间: 2021-10-23
期刊: MYCOSES
影响因子: 4.9
作者: [Liu, Xiao, Song, Yinggai, Li, Ruoyu]
通讯作者: Li, Ruoyu
PKS蛋白的乳酸化修饰调控暗色真菌黑素合成及致病性研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    宋营改
  • 依托单位:
国内基金
海外基金