白色念珠菌与光滑念珠菌跨界协作：新型蛋白Yhi1通过Tsa1诱导菌丝促进侵袭性感染

《Current Biology》：A small Candida glabrata protein promotes hyphal growth in C. albicans during mixed-species invasive candidiasis

　　本研究针对混合物种侵袭性念珠菌病中白色念珠菌与光滑念珠菌频繁共分离的临床现象，揭示了光滑念珠菌通过交配MAPK信号通路表达并分泌一种独特的小蛋白Yhi1，该蛋白能特异性诱导白色念珠菌的菌丝生长。机制研究表明，Yhi1通过其保守的AXVXH五肽基序与白色念珠菌的过氧化物氧化还原酶Tsa1相互作用，进而激活Hog1信号通路促使形态转换。该发现不仅阐明了真菌种间互作的新机制，为混合感染诊断提供了特异性生物标志物，也为新型抗真菌肽药物的开发提供了候选靶点。

　　

在人类真菌感染的战场上，侵袭性念珠菌病一直是一个严峻的公共卫生挑战，每年导致近百万人死亡。其中，白色念珠菌（Candida albicans）和光滑念珠菌（Candida glabrata）作为最主要的两种病原体，在临床感染中常常形影不离。然而令人困惑的是，虽然光滑念珠菌单独引起感染的情况较为罕见，但它却频繁地与白色念珠菌共同出现在感染部位。这种神秘的"搭档关系"背后隐藏着怎样的生物学秘密？为什么这两种致病特性迥异的真菌会如此默契地共同入侵宿主？这些谜题一直困扰着真菌学家和临床医生。

白色念珠菌拥有一项关键的致病"武器"——形态可塑性，它能够从酵母形态转换为菌丝形态，从而穿透组织屏障，建立侵袭性感染。而光滑念珠菌虽然缺乏形态转换能力，却以快速获得耐药性而闻名。这两种病原体的能力看似互补，但它们之间是否存在主动的"分子对话"来协调致病过程？为了解开这个谜团，研究人员开展了一项深入的研究，相关成果发表在《Current Biology》杂志上。

研究人员通过细胞共培养、蛋白质组学、分子对接和基因敲除等技术手段，结合临床菌株分析和小鼠感染模型验证，系统阐明了两种念珠菌的相互作用机制。研究发现，光滑念珠菌在静止期通过其交配相关的MAPK信号通路激活，表达并分泌一个名为Yhi1的小蛋白。令人惊讶的是，Yhi1是一个可能从头起源的基因编码产物，在光滑念珠菌中独一无二。进一步机制探索表明，Yhi1通过一个新颖的AXVXH五肽基序与白色念珠菌的过氧化物氧化还原酶Tsa1特异性结合，进而可能通过激活Hog1应激通路诱导菌丝形成。

C. glabrata induces morphological change in C. albicans

研究人员首先证实了光滑念珠菌确实能够诱导白色念珠菌的菌丝生长。通过细胞共培养实验和Transwell系统，他们发现光滑念珠菌的无细胞上清液能够在3小时内显著促进白色念珠菌的菌丝形成，而这种效应是物种特异性的，其他念珠菌物种如C. tropicalis、C. parapsilosis等均不具备此能力。值得注意的是，这种诱导活性在光滑念珠菌进入静止期后（12小时以后）最为明显，提示Yhi1的表达和分泌可能与营养胁迫响应相关。

Hyphal growth in C. albicans is induced by a mating MAPK signaling-pathway-regulated CgYhi1

通过大规模筛选光滑念珠菌基因敲除突变体库，研究人员鉴定出65个影响菌丝诱导能力的突变体，其中两个关键基因引起了特别关注：CAGL0D06666g（后命名为YHI1）编码一个功能未知的小蛋白，而CAGL0K00363g编码一个推测的寡肽转运蛋白。实验证明，在酿酒酵母中异源表达YHI1就能使其获得诱导白色念珠菌菌丝的能力，而纯化的Yhi1蛋白在最低300μM浓度下即可有效诱导菌丝形成。

Expression of CgYhi1 is post-transcriptionally regulated

深入机制研究发现，Yhi1的表达和分泌受到光滑念珠菌交配MAPK信号通路的精密调控。CgFus3、CgKss1、CgGpr1、CgGpa1和CgSte12B等交配通路关键基因的缺失都会显著削弱菌丝诱导能力。有趣的是，虽然CgYHI1的转录水平在这些突变体中保持不变，但Yhi1蛋白的积累和分泌却明显受损，表明该调控主要发生在转录后水平。特别值得注意的是，Yhi1的分泌依赖于类Ste6的寡肽转运蛋白CgSte6，且需要与信息素前体CgMfa2形成复合物才能有效外排。

A cryptic pentapeptide motif is required for CgYhi1 function

对Yhi1蛋白的精细解析揭示了一个前所未有的功能基序——AXVXH五肽序列。该基序在Yhi1的N端和C端各存在一个拷贝（ADVWH和AVVPH），且两个拷贝对Yhi1的功能都至关重要。实验证明，任意一个基序的突变都会完全消除Yhi1的菌丝诱导活性。更有趣的是，当研究人员将ADVWH五肽序列与分泌信号肽一起融合到酵母增强型绿色荧光蛋白（yeGFP）中时，这种改造后的荧光蛋白竟然也能获得诱导菌丝的能力，充分证明了该五肽基序的功能独立性。

CgYhi1 likely recruits CaTsa1 to induce hyphal growth in C. albicans

为了揭示Yhi1在白色念珠菌中的作用靶点，研究人员通过Pull-down实验结合质谱分析，鉴定出过氧化物氧化还原酶Tsa1是Yhi1的直接相互作用蛋白。Tsa1在白色念珠菌中不仅参与氧化应激保护，还在酵母-菌丝转换中发挥关键作用。分子对接模拟显示，Yhi1与Tsa1能够形成稳定的复合物，这提示Yhi1可能通过模拟氧化应激条件，激活Hog1介导的信号通路，从而触发形态转换。

CgYhi1 has potential clinical applications

这项研究的发现具有重要的临床转化价值。一方面，Yhi1及其衍生的合成肽展示出显著的抗真菌活性，能够以剂量依赖的方式抑制多种念珠菌的生长，为开发新型抗真菌药物提供了候选分子。另一方面，YHI1基因作为光滑念珠菌的特有基因，可以作为高度特异性的生物标志物，用于快速诊断临床样本中的光滑念珠菌感染，特别是在混合物种感染的情况下，能够帮助医生制定更加精准的治疗方案。

这项研究首次揭示了光滑念珠菌与白色念珠菌之间复杂的分子对话机制。研究表明，原本用于有性生殖的交配信号通路在光滑念珠菌中被"重新利用"，用于表达和分泌Yhi1蛋白，从而"劫持"白色念珠菌的形态转换能力，实现协同致病。这种巧妙的种间协作策略，不仅解释了为什么这两种念珠菌在临床感染中经常同时出现，也为理解微生物群落中物种互作的进化创新提供了全新视角。更重要的是，该研究发现的Yhi1-Tsa1作用轴和AXVXH功能基序，为开发针对真菌种间互作的新型抗感染策略奠定了重要基础。