Pra-mRNA 剪接影响白色念珠菌菌丝形成：探索致病机制与潜在治疗靶点

《BIOspektrum》：Pr?-mRNA-Splei?en beeinflusst die Hyphenbildung bei Candida albicans

为探究白色念珠菌（C. albicans）菌丝形成的分子机制，研究人员开展 Pra-mRNA 剪接相关研究，发现其影响菌丝形成，为开发抗真菌药物提供思路。

　　在人类健康的版图中，真菌病原体正逐渐成为一股不可忽视的威胁力量。尤其是对于那些免疫力较为脆弱的患者群体而言，侵袭性真菌感染往往可能带来致命的后果。白色念珠菌，作为人类微生物群落中一种通常无害的共生酵母，在宿主免疫功能低下时，却会摇身一变，成为引发危及生命感染的罪魁祸首，它也是大多数人类真菌感染的 “幕后黑手”。

目前，虽然真菌的表面感染大多危害较小，但人们对真菌感染的关注度远低于细菌感染。同时，真菌耐药性的不断发展以及新的天然耐药物种的出现，使得真菌感染的治疗面临重重困境，在某些情况下甚至导致死亡率上升。而且，尽管近年来的研究强调了 RNA 加工对白色念珠菌毒力的影响，为潜在药物靶点提供了一些线索，但在微生物领域，除了常见的模式生物酿酒酵母外，对于剪接如何塑造基因表达和影响生理过程，尤其是在白色念珠菌中的具体机制，科学家们的了解还十分有限。因此，深入探究白色念珠菌毒力的分子基础，对于改善未来疾病的治疗和降低其发生率至关重要。

为了揭开白色念珠菌在高温（人体发烧时的温度）下形成菌丝的分子机制之谜，多伦多大学 Dr. Leah Cowen 的实验室开展了一项遗传学筛选研究。与此同时，来自柏林自由大学化学与生物化学研究所的 Livia Kupczok、哥廷根大学医学微生物学和病毒学研究所的 Pia Sternisek 等人也参与其中并深入研究。

研究人员通过对白色念珠菌中注释的剪接体基因进行条件性敲除分析，发现约一半的基因在至少一种诱导菌丝形成的条件下对菌丝形成至关重要。有趣的是，这些基因在科学界研究最充分的条件（37°C 和血清）下对菌丝形成并非必需，且它们编码的蛋白质通常是剪接体亚复合物的一部分，这些亚复合物在 Pr^a-mRNA 剪接过程的早期就会被招募。

研究人员利用 RNA 测序（RNA-Seq）技术对转录组进行分析，精确量化 Pr^a-mRNA 剪接情况，包括可变剪接。他们发现，在两种诱导菌丝形成的条件下，约 25% 的内含子剪接效率较低，内含子保留（IR）增加。这一现象与最终 mRNA 数量的减少相关，表明 Pr^a-mRNA 剪接在精细调节基因表达水平方面可能起着重要作用。当敲除对菌丝形成重要的剪接体基因 prp19 时，会出现更强的 IR，与 mRNA 数量缺乏相关性，并且与野生型相比，全局基因表达谱有很大差异。对已发表的酵母和菌丝阶段 RNA-Seq 数据的重新分析也证实，IR 是菌丝形成的一种普遍特征。

该研究首次揭示了 Pr^a-mRNA 剪接与白色念珠菌菌丝形成之间的紧密联系，表明剪接体在这一过程中起着关键作用。这不仅为理解白色念珠菌的致病机制提供了新的视角，还为开发新型抗真菌药物指明了方向。未来针对白色念珠菌 Pr^a-mRNA 剪接过程中真菌特异性方面的研究，有望推动新型抗真菌药物的发展，或为基于 RNA 的治疗方法提供更多思路。论文发表在《BIOspektrum》上。

本研究主要采用了两种关键技术方法：一是遗传学筛选，通过对白色念珠菌进行遗传学筛选，鉴定出对 Pr^a-mRNA 剪接至关重要的基因；二是 RNA 测序（RNA-Seq），利用该技术对转录组进行分析，精确量化 Pr^a-mRNA 剪接情况，包括可变剪接，从而深入研究白色念珠菌在不同条件下的基因表达变化。

研究结果：

• 剪接体基因对菌丝形成的影响：通过对白色念珠菌剪接体基因条件性敲除分析，发现约一半基因在诱导菌丝形成条件下重要，且这些基因多编码剪接体亚复合物蛋白，在 Pr^a-mRNA 剪接早期被招募。
• 菌丝形成过程中 Pr^a-mRNA 剪接的变化：运用 RNA-Seq 技术检测到在两种诱导菌丝形成条件下，约 25% 内含子剪接效率低，IR 增加，且与 mRNA 数量减少相关；敲除 prp19 基因后，IR 更强，基因表达谱改变。重新分析已有数据也证实 IR 是菌丝形成的普遍特征。

研究结论和讨论：
本研究明确了 Pr^a-mRNA 剪接在白色念珠菌菌丝形成过程中的重要作用，揭示了 IR 是菌丝形成的标志性特征。然而，目前仍有诸多关键问题亟待解决，如菌丝形成过程中 IR 增加的原因、为何部分剪接体基因在不同条件下对菌丝形成至关重要以及这些现象在体内的具体表现等。未来对这些方向的深入研究，可能推动新型抗真菌药物的研发，通过针对 Pr^a-mRNA 剪接过程中真菌特异性方面，为治疗人类真菌感染提供新的策略；也可能为开发基于 RNA 的治疗方法提供更多理论依据，从而改善真菌感染的治疗现状，降低相关疾病的发生率和死亡率，具有重要的临床意义和研究价值。