【据《Virulence》2020年12月报道】题:新生隐球菌线粒体NADH脱氢酶突变导致其对小鼠毒力增强(作者Merryman.M等)
新生隐球菌(CN)可导致免疫系统受损的患者发生真菌性脑膜炎,感染致死率极高,达 18.1万人/22万人次。CN在宿主中存在许多毒力因子如葡醛酸氧甘聚糖(GXM)、黑色素和脲酶的产生、在吞噬细胞内的生存能力等。目前CN的毒力进化研究较少,有研究表明免疫缺陷宿主环境下,CN的线粒体基因发生了微进化,但由于进化压力较小不利于研究。宿主(小鼠、大蜡螟)中连续传代可增强菌株的毒力,但尚未利用大蜡螟固有免疫高水平选择压力建立CN毒力进化模型。本研究旨在探究CN在固有免疫选择下的毒力微进化及其机制。来自美国田纳西州立大学生物系的研究者将CN(H99W)在大蜡螟内连续传代,获得毒力增强株P15。将P15与原代分别感染大蜡螟与线虫,计算存活率;并分别采用吸入与静脉注射的方式感染BALB/c小鼠,检测小鼠存活率、存活时间及各器官真菌负荷反映毒力强弱,同时检测小鼠各器官细胞因子谱研究免疫应答模式。此外,分析两株表型(荚膜)及毒力差异(GXM和黑色素产生情况),并对两株菌进行全基因组测序,分析突变情况(NADH),并通过检测ATP合成情况、代谢率及NADH脱氢酶表达量。![IMG_5751.PNG](//mo.508sys.com/image/loading/transparent.png)
图 P15与 H99W感染小鼠存活时间。(a)吸入感染;(b)静脉注射感染
动物模型结果显示,两株菌对无脊椎动物模型的杀伤力无显著差别,小鼠吸入感染模型P15小鼠存活时间更短,但无显著统计学差异,脾脏真菌负荷较高, P15肺内TNF-α高于H99W,脑内TNF-α含量相反;小鼠静脉感染模型P15毒力较强,脑部真菌负荷高于其他器官,脑内IL-4、IL-10、TNF-α均高于H99W。P15表型较H99W有改变,P15荚膜增大,GXM及黑色素释放更多,巨噬细胞存活时间无差异。基因组分析表明,P15存在5个位点突变,包括线粒体NADH脱氢酶基因启动子区27bp的插入突变,ATP分析得知,P15ATP产生量及代谢率增加,NADH脱氢酶表达量增加。综上所述,大蜡螟模型中连续传代可增强CN的毒力,而NADH脱氢酶表达升高可能是其调控机制。但本研究仅观察到毒力表型的增加,未观察到CN在细胞内复制增加的确切证据。本研究建立的CN-大蜡螟连续传代模型,有助于推动CN在固有免疫下毒力进化的进一步研究。(北华大学刘晓妤 北京协和医院 宁雅婷 徐英春 报道 )
来源:医学参考报微生物与感染专刊2021年第1期