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Nat Microbiol:真菌生物膜结构影响肺病发生

来源:本站原创 2019-09-25 03:22

2019年9月26日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,达特茅斯医学院的研究人员发表在《自然微生物学》上的一项研究揭示了人类真菌病原体形成菌落的方式,以及对病原体致病能力的影响。

通过形成“生物膜”结构,烟曲霉能够在严苛的条件下生长和繁殖,从而对患者的肺部造成感染。“对于健康人来说,由于我们的免疫系统十分完备,使我们能够抵抗环境中的真菌,因此大多数人不必担心这种感染,”文章作者,微生物学和免疫学教授Robert Cramer博士解释说。

但是对于患有癌症等疾病的患者而言,由于他们正在接受抑制其免疫系统的药物或疗法,免疫系统十分薄弱,因此这种感染可能是致命的。 Cramer说:“由于真菌在基因上与我们十分相近,因此相应的治疗药物非常有限且伴随极强的毒性”。

(图片来源:Www.pixabay.com)

为此,研究人员试图探究环境应激因素如何影响曲霉病的疾病进展,并找到其中的遗传调控元件。

“我们的项目是基于Robb先前所做的一些工作,该研究表明真菌生长的肺部病变部位氧气稀薄”文章第一作者,Cramer实验室的博士Caitlin Kowalski说,“这给真菌带来了很大的压力,但是某些菌株在低氧(缺氧)的环境中更好地生长。”

通过与加州大学河滨分校的基因组学专家Jason Stajich博士合作,作者开发了一种实验性的诱导突变法,即将病原体暴露于低氧条件下,以鉴定涉及低氧适应性的基因和机制。然后,他们筛选并鉴定出导致基因功能发生关键变化的特定突变。

Kowalski说:“我们分离出的菌株在低氧条件下能够更好地生长,而且还能够在小鼠感染模型中引起更严重的疾病。进一步,我们发现了一个以前功能未知的基因与疾病的进展有关,奇怪的是,该基因对于曲霉的生理和毒力没有任何作用。”

通过与达特茅斯学院生物科学助理教授Carey Nadell博士合作,作者使用先进的显微镜技术揭示了该菌株丝状结构的差异,即该基因诱导了细菌菌膜的形成,从而有利于其在低氧环境下生存并造成感染。

了解这些特征是为患者开发更有效疗法的重要一步。 “对于这些看起来不同并引起更多炎症的菌株,我们可能需要结合更多针对宿主的治疗药物,以减弱负面免疫反应并让抗真菌剂有更多的时间真正发挥作用,”作者解释道。(生物谷Bioon.com)

资讯出处: How fungal biofilm structure impacts lung disease

原始出处: Caitlin H. Kowalski, Joshua D. Kerkaert, Ko-Wei Liu, Matthew C. Bond, Raimo Hartmann, Carey D. Nadell, Jason E. Stajich, Robert A. Cramer. Fungal biofilm morphology impacts hypoxia fitness and disease progression. Nature Microbiology, 2019; DOI: 10.1038/s41564-019-0558-7


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