Боров1

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13539 (2023) Цитировать эту статью

111 доступов

Подробности о метриках

Trichosporon asahii — условно-патогенный грибок, вызывающий тяжелые, а иногда и смертельные инфекции у пациентов с ослабленным иммунитетом. Hog1, митоген-активируемая протеинкиназа, регулирует стрессоустойчивость некоторых патогенных грибов, однако ее роль у T. asahii не изучена. Здесь мы продемонстрировали, что мутант T. asahii с дефицитом гена hog1 чувствителен к высокой температуре, стрессу клеточных мембран, окислительному стрессу и противогрибковым препаратам. Рост мутанта T. asahii с дефицитом гена hog1 задерживался при 40 °C. Мутант T. asahii с дефицитом гена hog1 также проявлял чувствительность к додецилсульфату натрия, перекиси водорода, менадиону, метилметансульфонату, воздействию ультрафиолета и противогрибковым препаратам, таким как амфотерицин B, в условиях, богатых глюкозой. В условиях ограниченного содержания глюкозы мутант с дефицитом гена hog1 проявлял чувствительность к NaCl и KCl. Вирулентность мутанта с дефицитом гена hog1 против тутового шелкопряда была ослаблена. Более того, жизнеспособность мутанта с дефицитом гена hog1 снижалась в гемолимфе тутового шелкопряда. Эти фенотипы были восстановлены путем повторного введения гена hog1 в мутант с дефицитом гена. Наши результаты показывают, что Hog1 играет решающую роль в регуляции клеточных реакций на стресс у T. asahii.

Патогенный гриб Trichosporon asahii представляет собой базидиомицетный дрожжевой грибок, который часто выделяют из почвы, человеческой крови, мокроты, кожи, фекалий и мочи1,2,3,4,5,6. T. asahii вызывает тяжелые грибковые инфекции у пациентов с ослабленным иммунитетом7,8, а уровень смертности от глубоких микозов, вызванных T. asahii, выше, чем от инфекций, вызванных Candida albicans, другим патогенным грибом (80% против 40%)9. Микафунгин, противогрибковый препарат эхинокандина, используется для лечения пациентов с подозрением на грибковую инфекцию. Если инфекции вызваны T. asahii, развиваются тяжелые инфекции, поскольку T. asahii толерантен к микафунгину10,11. От пациентов также были выделены штаммы T. asahii, устойчивые к амфотерицину В и азолам12,13. Таким образом, инфекции, вызванные T. asahii, представляют собой проблему в клинических условиях8.

Hog1-опосредованный сигнальный путь участвует в устойчивости грибов к нескольким типам стрессоров14,15,16. Белок Hog1, митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK), перемещается из цитоплазмы в ядро ​​в ответ на стресс окружающей среды и действует совместно с многочисленными факторами транскрипции, регулируя экспрессию генов, связанных со стрессоустойчивостью15,16. Hog1-опосредованная стрессоустойчивость и регуляция генов также влияют на вирулентность патогенного гриба Cryptococcus neoformans17,18,19. Белок Hog1 также участвует в патогенности C. albicans для хозяина, повышая его устойчивость к различным стрессорам и контролируя морфологические изменения от дрожжей к мицелию20,21,22,23,24. Более того, системы реакции на стресс связаны с морфологическими изменениями у C. albicans25,26,27,28. Однако роль Hog1 в стрессоустойчивости и вирулентности T. asahii остается неизвестной.

Для выяснения молекулярных механизмов, лежащих в основе вирулентности T. asahii, была создана модель инфекции тутового шелкопряда и метод создания мутанта T. asahii с дефицитом гена29,30. Использование модели беспозвоночного тутового шелкопряда для экспериментов по заражению очень выгодно, поскольку выращивание тутового шелкопряда в больших количествах обходится дешевле, и с его использованием связано меньше этических проблем31,32. Вирулентность клинических изолятов T. asahii можно оценить количественно, рассчитав полумаксимальную летальную дозу (LD50), которая представляет собой дозу возбудителя, необходимую для гибели половины животных в группе29. Была разработана эффективная система нацеливания на гены для создания мутантов T. asahii с дефицитом генов30,33. Мутанты T. asahii с дефицитом гена кальциневрина, кальций-кальмодулин-активируемой фосфатазы, проявляют пониженную вирулентность против тутового шелкопряда34. Эти результаты показывают, что система оценки, включающая модель инфекции тутового шелкопряда и систему манипуляций с генами, полезна для выяснения молекулярных механизмов инфекции T. asahii.