隐球菌AMPK激酶Snf1调节粘附和侵入生长的分子机制

Cryptococcus neoformans is one of the major fungal pathogens that causes invasive infection in humans beings. How the pathogen recognizes,adheres to and invases the host remains largely unknown. In a previous study, we found that this pathogen had a strong capability to adhere to and invase agar in vitro. And the highly conserved AMPK protein kinase Snf1 was involved in this process. This plan is intended to study the molecular basis of Snf1 regulation of adherence and invasion by C. neoformans. With the help of differential analyses of proteomics,mRNA prfiling and protein phophorylation between the wild type and the mutant snf1 strains, we plan to find out the protein targets and genes that are subject to be regulated by Snf1 and to test its involvement in adherence and invasion into agar by the fungus. This work will help to illustrate the invasion mechanism of C. neoformans which may be different to the one carried out by the model yeast Saccharomyces cerevisiae.

隐球酵母是重要致病真菌，引起侵入性感染。由呼吸道进入人体，隐球菌需要突破肺泡上皮细胞进入血液、突破血脑屏障最终定植于中枢神经系统。隐球菌如何识别、黏附以及侵入宿主还是个未知领域。申请人课题组前期工作中发现隐球菌具有很强的黏附和侵入体外基质琼脂的能力，高度保守的AMPK蛋白激酶Snf1为该过程所必须，敲除突变株snf1△失去黏附侵入能力。本课题利用一个体外黏附和侵入生长的实验模型，针对野生型和突变株进行高通量的差异蛋白组、基因差异表达谱（RNA-seq技术）、差异蛋白磷酸化谱等分析，找到Snf1调控参与黏附侵入的关键基因和信号通路，初步阐明Snf1调节黏附侵入的分子网络。由于隐球菌中不存在酿酒酵母的FLO11黏附蛋白等基因，预示隐球菌的粘附和侵入的机制可能不同。本研究有助于加深对隐球菌致病过程的认识，提供治疗、抗菌药物设计新知识。

隐球酵母是重要致病真菌，引起侵入性感染。由呼吸道进入人体，隐球菌需要 突破肺泡上皮细胞进入血液、突破血脑屏障最终定植于中枢神经系统。隐球菌如何识别、黏 附以及侵入宿主还是个未知领域。本计划发现隐球菌具有很强的黏附和侵 入体外基质琼脂的能力，高度保守的 AMPK 蛋白激酶 Snf1 为该过程所必须，敲除突变株 snf1 △失去黏附侵入能力，同时失去致病性, 营养缺乏是驱动黏附和侵入生长的主要因素。本课题完成了基因差异表达谱（RNA-seq 技术）， 为找到 Snf1 调控参与黏附侵入的关键基因和信号通路，阐明 Snf1 调节黏附侵入的分子机制打好基础。由于隐球菌中不存在酿酒酵母的 FLO11 黏附蛋白等基因，预示隐球菌的粘附和侵入的机 制可能不同。本研究有助于加深对隐球菌致病过程的认识，提供治疗、抗菌药物设计新知识。同时本计划还证明了铜离子高亲和蛋白CTR4为致病所必须，解决了一个领域内争议的问题，并且CTR4还参与细胞壁完整性维持、抗高渗透压和高温，特别是低温的敏感性需要该蛋白。此外，本计划还发现隐球菌的唯一的葡萄糖磷酸异构酶PGI参与致病因子漆酶的葡萄糖阻遏过程，同时影响对压力的耐受性和致病性。