成都生物研究所在抗真菌药物筛选及其作用模式研究中获得新进展
作者:李艺
时间:2023-04-19
全球真菌感染案例数量庞大,其中侵袭性真菌感染具有病死率高、治疗困难等特点。白色念珠菌(Candida albicans)是浅表性和侵入性感染最常见的真菌致病物,能引发口腔和生殖道的粘膜感染,是全世界第二大真菌感染的病原体。但用于侵袭性真菌感染的药物非常有限,且真菌耐药性逐渐上升,联合治疗方案不足,开发新型的抗真菌药物迫在眉睫。
中国科学院成都生物研究所罗应刚课题组近期对植物、动物、微生物中甾醇的生物合成途径进行深入的比较与分析,选定甾醇24-C-甲基转移酶(CaERG6)作为抗真菌药物的潜在靶点。该工作优化、合成了CaERG6编码基因,在大肠杆菌中过量表达,并表征了其催化功能(图1)。建立了一个基于生物传感器的高通量筛选平台,从实验室小分子化合物库中经过2轮筛选,发现了四个羊毛甾醇型C31三萜类衍生物,确定为CaERG6抑制剂(图2)。其中NP256(palustrisoic acid E)是一种潜在的抗真菌天然小分子,它通过抑制麦角甾醇的生物合成,下调菌丝形成的基因表达水平,阻断生物膜的形成,并破坏白色念珠菌的形态转变(图3)。组合抗真菌试验表明,NP256能显著增强白色念珠菌对已知抗真菌药物的敏感性,可通过单药或联合用药来治疗白色念珠菌(图4)。
该研究以甾醇24-C-甲基转移酶为靶点筛选到了新型的潜在抗真菌化合物,并解析了其抗真菌的作用模式,为进一步开发新型抗真菌药物提供了候选小分子(图5)。该工作以题为《Biosensor-Enabled Discovery of CaERG6 Inhibitors and Their Antifungal Mode of Action against Candida albicans》发表于ACS Infectious Diseases, April 2, 2023, https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.2c00490。论文第一作者为博士研究生刘展,通讯作者为成都生物研究所的罗应刚研究员。本研究受国家自然科学基金面上项目(22177112和21172216)和中国科学院战略生物资源服务网络计划——活性天然化合物发现、评价与转化项目(KFJ-BRP-008)的资助。
图1. CaERG6参与甾醇的生物合成
图2. 高通量筛选系统工作流程示意图
图3. NP256的抗真菌作用机理(一)
图4. NP256的抗真菌作用机理(二)
图5. NP256与已有抗真菌药物的联合应用
图6. 基于生物传感器的抗真菌药物筛选及其作用模式总结