微生物研究所科研团队发现解旋酶MSP-8介导的真菌多重耐药新机制
微生物研究所科研团队发现解旋酶MSP-8介导的真菌多重耐药新机制
面对多种抗真菌药物压力，真菌如何进化形成多重耐药特性？近日，中国科学院微生物研究所李少杰团队在Advanced Science上发表论文，题为Suppressed Protein Translation Caused by MSP-8 Deficiency Determines Fungal Multidrug Resistance with Fitness Cost。该研究阐明了一种非药泵药靶介导的真菌多重耐药新机制——真菌通过解旋酶MSP-8编码基因突变获得对多种抗真菌药物的耐药性。
团队采用实验室进化策略获得多株粗糙脉孢菌多重耐药菌株并研究真菌耐药的进化与机制。研究所获进化菌株2k-6对唑类、两性霉素B及多氧霉素等抗真菌药物均耐药。研究发现，解旋酶MSP-8点突变是导致菌株2k-6多重耐药的直接原因。在粗糙脉孢菌、烟曲霉、轮枝镰孢菌等真菌中通过基因敲除、点突变与表型验证，明确了MSP-8调控真菌多重耐药的功能保守性。对大量临床烟曲霉菌株的测序分析和点突变验证，也证实了临床上存在由MSP-8突变引起的多重耐药烟曲霉菌株。进一步研究发现，MSP-8缺失后，真菌药泵和药靶编码基因及其表达均未改变，暗示存在一种非药泵药靶介导的多重耐药新机制。
对MSP-8生物学功能与多重耐药调控机制的研究发现，MSP-8与核糖体蛋白存在相互作用，其功能受损导致蛋白翻译过程阻滞，激活挽救停滞核糖体（RQC）途径。而由MSP-8受损或其它蛋白合成抑制剂引起的蛋白翻译抑制均可导致真菌多重耐药，这主要是由于蛋白翻译受抑制后降低了真菌代谢，减少体内及膜结合药物的积累、重塑细胞壁组成，并降低体内ROS水平，最终导致真菌对多种抗真菌药物的耐药性（图1）。
图1.真菌耐药的实验室进化、多重耐药基因msp-8的鉴定及MSP-8调控真菌多重耐药的分子机制示意图
本研究工作得到了国家自然科学基金面上项目和北京市自然科学基金面上项目的支持。