己糖载体蛋白家族对新生隐球菌体内荚膜动态变化的分子调控机制

capsular polysaccharide of Cryptococcus neoformans, the most obvious morphological characteristic, is essential to virulence of the yeast. Hexose transporter proteins involves in the synthesis of Cryptococcus neoformans capsular polysaccharide. This topic intends to build neoformans hexose transporter gene mutants to study capsular polysaccharide-based phenotypic changes and transcriptome changes of genetic mutant and wild-type strains under conditions of environmental stress.Meanwhile, fluorescent marking methods will be used to observe how hexose transporter proteins involved in the synthesis of Cryptococcus neoformans capsular polysaccharide. The hexose transporter protein gene sequences of clinical strains of Cryptococcus neoformans will be analysed.Through phylogenetic tree analysis, we will study the relationship between genotypes of hexose transporter and clinical prognosis. This study helps us to understand the synthesis of Cryptococcus neoformans capsular polysaccharide and explore the impact of hexose transporter-related protein pathogenicity of C. neoformans, and the possibility of becoming sites of disease prognosis and therapeutic targets.

多糖荚膜是新生隐球菌最为明显的形态学特征，也是其主要的毒力因子之一。己糖转运蛋白参与了新生隐球菌多糖荚膜的合成。本课题拟构建新生隐球菌己糖转运蛋白基因突变株，观察在环境应激条件下，基因突变株和野生株以多糖荚膜为主的表型变化和转录组变化，明确己糖转运蛋白参与的隐球菌胞内基因表达调控。同时，采用荧光标记手段，观察新生隐球菌己糖转运蛋白参与的多糖荚膜合成的时空变化。继而对既往收集的新生隐球菌临床株进行己糖转运蛋白基因序列分析，建立进化树，明确不同己糖转运蛋白基因型与临床患者预后的关系。本研究有助于我们理解新生隐球菌多糖荚膜的合成过程并探索己糖转运相关蛋白对新生隐球菌致病能力的影响以及成为疾病预后预测位点和治疗靶点的可能性。

新生隐球菌是一种重要的病原真菌，它通过呼吸道进入宿主体内，在宿主免疫受损时，可通过血行播散至中枢神经系统或其他脏器造成隐球菌性脑膜炎及其他器官的感染。对隐球菌脑膜炎患者脑脊液进行墨汁染色时，可见菌体外周一层厚壁荚膜，这是新生隐球菌最显著的形态学特征。在自然环境和感染宿主体内，新生隐球菌菌体外周均有这种特征性的多糖荚膜包绕。在人类感染该病的过程中，荚膜也发挥了保护新生隐球菌不被人类免疫系统攻击的作用，包括下调炎性因子表达和降低树突状细胞抗原递呈能力，它是一个复杂的、精确调控的多糖合成代谢过程。新生隐球菌胞外荚膜是一种胞内合成的复杂多糖，通过囊泡分泌作用转移到细胞壁上。层析和质谱分析方法发现多糖荚膜主要由葡萄糖醛酰木糖基甘露聚糖、葡萄糖醛酰木糖基半乳甘露聚糖组成。GXM占到新生隐球菌荚膜多糖的90%。而GXMGal则是甘露糖、木糖和葡糖醛酸修饰的α-1,6-半乳糖聚合体。缺乏任何一种或两种荚膜多糖的突变体是无毒力的，荚膜合成的过程包括糖链骨架形成、糖骨架的糖基化修饰和修饰后荚膜多糖的转运，合成的荚膜通过囊泡分泌方式组装到隐球菌细胞壁上。但荚膜成份合成与结构组装对环境条件高度敏感，在哺乳动物宿主感染期间变得特别大。真菌糖类分子合成和转运过程受到真菌的严格的调控。己糖转运蛋白HXT不仅对隐球菌感受外界糖浓度起作用，并产生胞内信号，诱导HXT基因的转录表达，更对隐球菌的氧化应激、黑素生成以及致病性都至关重要。生物信息学检索提示该蛋白通过调节果糖1-6二磷酸酶的降解在糖异生过程中起重要作用。提示调节果糖等己糖的相关蛋白在新生隐球菌的生物膜形成及毒力方面其重要作用。