烟曲霉肺部感染的免疫逃逸作用机制研究进展

侵袭性曲霉感染是免疫低下患者死亡重要原因。烟曲霉作为曲霉感染中最为常见的一类是重症患者中常见的肺部真菌感染,具有侵袭性和难治性。其通过吸入宿主体内,通过分泌的蛋白水解酶等定植于肺部。为了对抗宿主体内的保护性免疫反应并持续性生长繁殖,烟曲霉已经开发出了许多复杂且有效的免疫逃逸策略,包括黏附/定植、适应内环境压力、改变营养摄取、逃避宿主补体监视和下调宿主抗真菌反应等多种机制。了解真菌病原体与宿主间复杂的免疫串扰将是研究真菌感染发生机制和治疗标靶的核心内容,为从抗宿主免疫层面探讨烟曲霉治疗方法提供新思路。该文对近年来有关烟曲霉肺部感染的免疫逃逸机制研究进展作一综述。     

小GTPase蛋白在烟曲霉耐药性和致病力中作用的研究进展

<正>烟曲霉是广泛存在于自然环境中的腐生真菌,其产生大量的分生孢子易被人体吸入肺中,在一定条件下可造成艾滋病患者和器官移植患者等免疫低下人群的感染。已有研究显示,临床中侵袭性曲霉感染致死率达50%以上,而造成这种高致死率的原因与烟曲霉菌丝极性生长、压力应激和免疫逃逸等过程有关^[1-2]。此外,临床上也面临烟曲霉对抗真菌药物(如三唑类和棘白菌素类等)耐受水平不断升高的棘手难题,这其中重要的耐药分子机制包括药物靶点突变/靶点高表达、药物应激反应等^[3-4]。因此,阐明烟曲霉在药物耐受和致病力等方面的重要分子机制,有助于临床和科研工作中防治烟曲霉感染和开发新型的靶点药物。目前的证据显示,小GTPase蛋白可能是参与调控致病真菌耐药性和致病力的关键分子基础^[5]。该蛋白在真菌细胞中多以单体形式(21～30kD)保守存在,可通过水解GTP实现开关模式转换,并以此参与细胞生长和分化、应激外界压力刺激等关键生命过程^[5]。小GTPase蛋白根据分子特征和功能等分为Rab、Ras、Arf、Rho和Ran...     

单核细胞抗烟曲霉感染作用的研究进展

烟曲霉是临床常见的机会性致病真菌,好发于免疫低下人群,常因吸入孢子导致肺部感染,治疗困难。烟曲霉的致病性与其较强的生存能力有关,但主要取决于宿主免疫状态,尤其是天然免疫功能。单核细胞是天然免疫的重要效应细胞,可分化为树突细胞和巨噬细胞。依据其表面分子分型,单核细胞功能上分别以吞噬抗原、呈递抗原和杀伤抗原为特点,在抗烟曲霉感染中具有较高的抵御能力和诊断价值。现阶段研究基于不断发展的荧光标记、灌流培养、光谱成像、基因敲除等技术,通过体外细胞实验和小鼠体内实验,观察到单核细胞与烟曲霉相互作用。在烟曲霉孢子入侵早期,单核细胞即启动基因表达,直接杀灭孢子,也可通过增强中性粒细胞杀孢子活性间接参与抗感染免疫调节,其中白细胞介素家族可能是关键信号分子。     

Sigma B在单核细胞增生李斯特菌耐受环境压力胁迫中的作用

摘要：Sigma B（σB）因子在单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）的压力应答和毒力调控中起着重要的作用。研究发现单核细胞增生李斯特菌的致病力与耐受环境条件的胁迫息息相关。在压力存在的情况下能启动一些基因的表达,以增强细菌对环境的耐受性,这些基因包括与耐受渗透压、酸碱性环境、氧化、极端温度和宿主体内胆碱等环境压力相关的基因。本文综述了σB因子在上述几种环境压力胁迫中的作用,为深入了解该菌的生理特征、探讨食品的最佳生产和保藏条件、防止细菌的感染等方面提供新的理论依据。     

单核细胞增多性李斯特菌OpuCA蛋白介导抗氧化应激和宿主感染研究

【目的】本文旨在研究opuCA基因在单核细胞增多性李斯特菌(单增李斯特菌)生长过程及渗透胁迫下发挥的作用,探究opuCA基因参与细菌抗氧化应激和致病力的生物学功能,为阐明OpuCA蛋白介导细菌环境适应和宿主内感染的机制奠定基础。【方法】利用细菌同源重组方法获得opuCA缺失株及回补株后,通过分子生物学、感染生物学和激光共聚焦技术,研究野生株和突变株的生长能力、抗渗透应激能力、抗氧化应激能力、细胞粘附、侵袭以及胞内增殖能力。【结果】缺失opuCA基因后,李斯特菌体外生长能力并没有受到影响,但在渗透条件下生长能力减弱;opuCA缺失株在铜离子和镉离子中抗氧化应激能力降低,但在巯基特异性氧化剂肼应激中无明显变化;opuCA缺失株在细胞中的侵袭能力显著减弱,且缺失该基因导致细菌聚合actin能力下降,进而影响了细菌在胞间迁移。【结论】本研究首次证实了缺失opuCA基因能降低单增李斯特菌抗氧化应激能力和感染宿主能力,并且在渗透胁迫下细菌生长能力减弱,但具体的分子机制有待深入研究。本研究有助于深入理解单增李斯特菌OpuCA蛋白介导的细菌体外环境适应及宿主内感染的分子机制,为防控单增李斯特菌感染提供...     

新生隐球菌细胞通讯研究进展

细胞通讯系统调控多细胞生物的细胞增殖与分化等多种基础生物学过程,也是调控单细胞生物群体或社会性行为的重要策略。新生隐球菌是一种重要的环境来源病原真菌,主要感染免疫缺陷人群,具有很高的致死率。作为环境致病真菌,新生隐球菌进化出丰富的环境适应性策略。新生隐球菌细胞呈现出高度的异质性和社会性,不同形态的细胞承载着不同生物学功能和病原学特征。越来越多的研究表明,通过细胞通讯系统调控其群体或社会性行为,既是新生隐球菌适应多变的外界环境和宿主环境的关键策略,也与其致病能力密切相关。本文介绍新生隐球菌中细胞通讯系统的研究进展及其在有性生殖、细胞形态转换、适应环境及宿主压力等社会性行为中的调控作用。     

冷诱导RNA结合蛋白在应激状态下对细胞的保护作用机制

冷诱导RNA结合蛋白(cold-inducible RNA-binding protein,CIRP)是目前哺乳动物中被广泛研究的冷应激蛋白之一。CIRP在脊椎动物间高度保守,在多种类型的细胞中均有表达,参与体内多种生物学过程。在应激条件下,CIRP从细胞核迁移到细胞质的应激颗粒中,通过与其特异靶基因结合,发挥一系列生物学效应,帮助细胞快速适应各种环境应激,尤其在温和低温、紫外线、缺氧等应激条件下,CIRP被诱导表达,通过与其特异靶基因结合、增加mRNA的稳定性、抗细胞凋亡等方式发挥细胞保护作用。文章重点对冷诱导RNA结合蛋白在应激状态下的细胞保护作用机制的研究进展进行综述。     

隐球菌形态学变化及其致病机制

致病真菌在与宿主相互作用过程中可能发生形态学变化,如菌丝形成.这种形态学变化有利于病原菌适应不同的外界环境,使其在宿主体内生存.外有荚膜包裹的隐球菌是隐球菌病的致病真菌.该菌可通过孢子吸人方式侵入宿主体内,其后又能通过增加自身荚膜厚度和形成巨大菌体来抵抗和逃避宿主的免疫防御功能.对隐球菌形态学变化意义的理解,有助于了解该病的致病机制,从而推动临床诊治发展.     

烟曲霉基因组与致病机制

烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是环境中普遍存在的丝状腐生真菌,也是重要的机会致病菌。随着免疫受损人群的增多,由烟曲霉引起的系统性感染发病率不断升高,已成为重症免疫受损患者死亡的主要原因之一。文章结合烟曲霉全基因组序列信息对烟曲霉感染过程、致病机制等做一概述。     

人腺病毒感染动物模型的研究进展

人腺病毒感染常导致急性呼吸道疾病、结膜炎、肠胃炎甚至重症肺炎。目前,临床上尚无特效抗腺病毒药物。建立可支持腺病毒感染/致病的动物模型对于腺病毒致病机制研究及制定抗腺病毒策略至关重要。目前某些腺病毒的感染受体尚未阐明,以及临床上常见的B种腺病毒无法感染啮齿类动物,影响了对此类腺病毒感染的研究。此外,人腺病毒具有宿主范围的种属特异性,在感染的其它种属的动物细胞中由于宿主范围限制因子的存在,而不能有效复制、增殖,严重阻碍了对腺病毒体内致病机制的研究。本文综述了近年来人腺病毒感染受体、宿主范围限制因子以及感染模型等方面的进展,以期为新型腺病毒感染/致病动物模型的研究提供参考。     

烟曲霉细胞壁的组分、组装及其功能概述

环境中普遍存在的腐生丝状真菌烟曲霉Aspergillus fumigatus在免疫功能低下或缺陷的人群中可引起多种急慢性疾病,包括致死率很高的侵袭性曲霉病。细胞壁作为真菌的细胞外骨架结构不仅起维持细胞形状、保护细胞抵抗外界压力等作用,在病原真菌极性生长、入侵新的生态域、启动宿主免疫反应中也起重要作用。细胞壁组分还是真菌感染的分子诊断基础和开发抗真菌药物的理想靶标。近几十年来烟曲霉细胞壁的遗传、生物化学及免疫学方向的研究使其成为研究真菌细胞壁的模式真菌。本文主要概述烟曲霉细胞壁的组分、分子组装机制及其在真菌生存和感染中的作用,并对未来研究方向提出了展望。     

Utility of a microsatellite assay for identifying clonally related outbreak isolates of Aspergillus fumigatus

A microsatellite assay based on short tandem repeats (STRAf) has been recently described as a discriminatory, high throughput assay for fingerprinting Aspergillus fumigatus isolates. However, the STRAf assay has not been tested for its utility in outbreak settings where it is critical to distinguish clonal clusters from genetically unrelated genotypes. In the present study, employing a panel of epidemiologically linked A. fumigatus isolates obtained from 6 different outbreaks of invasive aspergillosis (IA), we demonstrate that the STRAf assay can be a valuable molecular tool to support epidemiological investigations. We also report for the first time the detection of microvariation events in the A. fumigatus population studied.     

Genes encoding multiple drug resistance-like proteins in Aspergillus fumigatus and Aspergillus flavus

Polymerase chain reaction using degenerate primers was used to identify genes encoding proteins of the ATP-binding cassette superfamily in Aspergillus fumigatus and Aspergillus flavus. In A. fumigatus, two genes (AfuMDR1 and AfuMDR2) encoding proteins of the ATP-binding cassette superfamily were identified. One gene (AflMDR1) was isolated from A. flavus and is the apparent homologue to AfuMDR1. AfuMDR1and AflMDR1 encode proteins of molecular weights 148 000 and 143 000, respectively, each containing 12 putative transmembrane regions and two ATP-binding sites. These proteins are arranged in two homologous halves, each half consisting of a hydrophobic region (encoding six putative transmembrane domains) and an ATP-binding site. The AfuMDR1 and AflMDR1-encoded proteins bear a high degree of similarity to the Schizosaccharomyces pombe leptomycin B resistance protein and to human MDR1. The second gene identified in A. fumigatus, AfuMDR2, encodes a protein of molecular weight 85 000, containing four putative transmembrane domains and an ATP binding domain. The encoded protein is similar to those encoded by MDL1 and MDL2, two MDR-like genes of Saccharomyces cerevisiae. Expression of AFUMDR1 in S. cerevisiae conferred increased resistance to the antifungal agent cilofungin (LY121019), an echinocandin B analog.     

Retrotransposon insertion-site context (RISC) typing: a novel typing method for Aspergillus fumigatus and a convenient PCR alternative to restriction fragment length polymorphism analysis

Retrotransposon(-like) sequences in Aspergillus fumigatus have been used as typing targets through restriction fragment length polymorphism (RFLP)/Southern blotting approaches. Differences in fingerprints between unrelated isolates are the result of variations in copy-number and differences in the regions flanking the retrotransposon elements. Here, we present retrotransposon insertion-site context (RISC) typing as a novel and convenient PCR-based typing alternative to the RFLP approach. RISC typing aims at amplifying the sequences flanking the retrotransposon-like sequences in A. fumigatus and allows large numbers of isolates to be analyzed in a timely fashion with excellent discriminatory power.     

地上-地下植食性天敌对入侵植物空心莲子草与本地种莲子草种间关系的影响

生物入侵是全球生物多样性的主要威胁,外来种与本地种的种间竞争能力会影响其能否成功入侵。本研究选用入侵植物空心莲子草和其本地同属种莲子草为对象,探究其专食性天敌莲草直胸跳甲与南方根结线虫对空心莲子草与莲子草的生长及种间关系的影响。结果表明: 与无天敌胁迫相比,线虫处理显著降低了莲子草的株高(28.1%),但显著增加了空心莲子草的株高(52.8%)和莲子草的地上生物量(63.7%);跳甲处理显著降低了莲子草的株高(40.7%),对空心莲子草无显著影响;而跳甲与线虫的共同胁迫显著降低了莲子草的株高(35.3%)和空心莲子草的地下生物量(62.2%),显著增加了莲子草的地上生物量(69.1%);天敌胁迫对两种植物的茎粗、分枝数和根长均无显著影响。无天敌作用下,两种植物的相对邻体效应指数(RNE)均为正值,且空心莲子草的RNE比莲子草高21.3%;天敌胁迫下,空心莲子草的RNE均为负值,而莲子草的RNE在线虫或跳甲单独胁迫下为正值,在线虫和跳甲共同胁迫下为负值。表明地上-地下天敌互作可以使两种植物的种间关系发生改变,并可能促进空心莲子草的入侵。     

Comparison between a native and exotic adelgid as hosts for Laricobius rubidus (Coleoptera: Derodontidae)

Laricobius rubidus LeConte, native to eastern North America whose primary host is Pineus strobi Hartig, has been observed in association with Adelges tsugae, an exotic and lethal pest of hemlock trees in eastern North America. Pineus strobi and A. tsugae were used to evaluate host preference and suitability of this predatory beetle to determine in part its suitability as a potential biological control agent of A. tsugae. In a paired-choice oviposition test, L. rubidus preferred to oviposit in P. strobi ovisacs over those of A. tsugae. However, in the no-choice oviposition test, there was no significant difference in the mean number of eggs laid by L. rubidus females in P. strobi or A. tsugae ovisacs. There were no significant differences in larval developmental time or survivorship for L. rubidus reared on a diet of either P. strobi or A. tsugae. Laricobius rubidus completed development to the adult stage on A. tsugae indicating that it is a suitable host and therefore has the potential to contribute to biological control of A. tsugae in the eastern United States. The introduction of a congener, Laricobius nigrinus to eastern North America may result in competition with L. rubidus on A. tsugae, but the inability of L. nigrinus to complete development on P. strobi suggests that the two congeners will not compete on the primary host of L. rubidus.     

烟曲霉FADB基因参与菌株耐药的潜在机理

FAD结合的氧化还原酶编码基因FADB (GenBank ID:Afu4g14630)的编码产物在烟曲霉中为一种与FAD结合的氧化还原酶,可能参与真菌的呼吸。为了探究其具体功能,本研究通过克隆烟曲霉FADB基因,构建烟曲霉FADB基因的敲除株,了解该基因对烟曲霉药物敏感性、渗透压、氧化压力物质敏感性的作用机理。采用高通量基因替换方法构建出FADB基因的敲除盒,筛选出符合的烟曲霉FADB敲除株ΔFADB。观察该突变株与野生株AF293对药物敏感性、氧化压力、渗透压物质敏感性的变化。利用E-test法检测ΔFADB对3种唑类药物(泊沙康唑、伊曲康唑、伏立康唑)的敏感性,结果证实ΔFADB对泊沙康唑的敏感性明显提高。在渗透压和氧化压力的培养试验中,与野生株AF293相比较,ΔFADB对氧化剂D-山梨醇和甲萘醌更敏感。加入泊沙康唑后,ΔFADB比野生株AF293产生的活性氧更多。说明烟曲霉FADB基因参与泊沙康唑抗烟曲霉机制并起到一定作用,该基因诱导的氧化应激反应可能是抗真菌药物杀伤真菌的作用机制之一,本研究为烟曲霉唑类耐药机制的研究提供了新的理论基础。     

褪黑素对铅胁迫下虎舌红和朱砂根生理响应及DNA损伤的调控效应

铅胁迫是影响植物生长的主要非生物因素之一。以二年生虎舌红(Ardisia mamillata)和朱砂根(A. crenata)为实验材料, 探究外源褪黑素(MT)处理对不同浓度铅胁迫下2种植物生理响应及DNA损伤的调控效应。结果表明, 相同处理时间内, 随着铅胁迫浓度的升高, 虎舌红与朱砂根的3种抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白(SP)含量均先升高后降低, 而丙二醛(MDA)含量先降低后升高, 根尖胼胝质含量持续升高, 根系DNA损伤加剧。施加适宜浓度的外源褪黑素(MT)后, 不同浓度铅胁迫下2种植物的抗氧化酶活性得到有效增强, 且均在100 µmol∙L^-1 MT处理时达到最大值, Pro和SP含量均显著升高, MDA含量则先显著降低而后缓慢升高, 根尖胼胝质含量持续增加, 根系DNA损伤得到改善; 随着MT浓度的持续升高, 其缓解作用逐渐减弱。相较于虎舌红, 朱砂根对铅胁迫的抗性更强, 生理响应更稳定。施加外源MT可有效缓解铅胁迫对虎舌红和朱砂根的毒害作用(缓解效果朱砂根>虎舌红), 增强二者对铅毒的耐受性, 其中100 µmol∙L^-1 MT处理下缓解效果最佳。研究揭示了虎舌红和朱砂根抗铅性的优劣及外源MT对铅毒的缓解效应, 为紫金牛属植物抗铅性研究提供理论参考。     

降雨年型变化及竞争对反枝苋和大豆生长的影响

为探索不同降雨年型及栽培方式下外来杂草与本地作物的竞争机制, 为未来全球变化背景下控制外来杂草提供理论依据, 本研究以广泛入侵东北农田生态系统的外来杂草反枝苋(Amaranthus retroflexus)和本地作物大豆(Glycine max)为研究对象, 在遮雨棚内人工模拟正常、欠缺、丰沛三种降雨年型, 采用盆栽实验的方法, 研究两种植物在单种和混种条件下的生长季节动态。结果表明, 降雨丰沛年两种植物的株高和总生物量均大于降雨正常年, 降雨欠缺年则均小于降雨正常年。生长季初期两种植物的根冠比均在降雨欠缺年最高, 说明两种植物均可通过增大根系的生物量分配, 减少地上生物量的分配来适应干旱环境。在三种降雨年型下, 混种时大豆的株高、相对生长速率及总生物量均显著小于单种大豆, 而反枝苋则相反, 尽管有时不显著, 说明种间竞争抑制大豆生长而促进反枝苋的生长, 两种植物之间的竞争是不对称竞争。总的来看, 降雨增加有利于提高大豆的竞争能力, 降雨减少有利于提高反枝苋的竞争能力, 随着生长发育的推移, 这种现象更明显。反枝苋可以在较广的降雨变化范围内保持较高的株高、相对生长速率及生物量, 这很可能是其成为全球范围成功入侵的外来杂草的重要原因之一; 干旱更有利于反枝苋入侵大豆田。