探索真菌孢子如何劫持肺细胞

致病真菌烟曲霉通过与人体蛋白质结合而逃脱人类肺部表面细胞的消灭。在这样做的过程中，它能够在所谓的吞噬体(肺细胞的密闭区域)中筑巢，从而阻止将真菌杀死的细胞过程。莱布尼茨自然产物研究和感染生物学研究所(Leibniz- hki)的研究人员因此发现了对抗真菌感染的一个可能的新靶点。

烟曲霉是一种世界范围内普遍存在的环境霉菌。对于患有免疫系统减弱在美国，它可能成为一种严重的威胁:据估计，全球每年有30多万人感染侵袭性曲霉菌病，这是一种曲霉菌属的霉菌感染。据估计，40% - 90%的患者死于这种疾病。

莱布尼茨-香港大学的研究人员现在发现，真菌孢子可以抑制肺部表面细胞的保护反应。“我们肺部的这些上皮细胞是抵御真菌孢子和空气中其他潜在病原体的重要屏障，”莱布尼茨-香港大学研究所主任、耶拿弗里德里希·席勒大学教授阿克塞尔·布拉哈格解释说。它们阻挡了我们每天吸入的很大一部分孢子。

与免疫细胞不同，肺上皮细胞不是专门杀死病原体的，但仍然能够这样做:细胞包围异物，形成一个膜限制室，称为吞噬体。随后，大量的细胞过程开始运动，在此过程中吞噬体成熟，入侵者被高活性物质溶解。

当研究人员仔细观察真菌孢子的表面结构时，他们发现真菌孢子可以改变这一机制。“我们想知道哪些真菌表面蛋白质可以结合人类细胞从而参与感染，”该研究的主要作者贾雷杰解释道。

他们发现人类蛋白质P11似乎与一种真菌蛋白结合。“当我们关闭与p11结合的真菌蛋白质时，我们在‘成熟的’吞噬体中发现了真菌孢子，这意味着它们被杀死了。如果我们敲除人类的p11基因，也会有同样的结果。”“然而，如果真菌蛋白和p11是完整的，吞噬体仍然是‘不成熟的’。”

然后上皮细胞肺部含有真菌孢子，但不破坏它们。Jia和他在Leibniz-HKI的同事们也能够在显微镜下观察到这一现象;孢子在未成熟的吞噬体中萌发，形成真菌菌丝。一些孢子也被释放出细胞或转移到邻近的细胞，这样真菌就可以传播。

研究人员还可以用免疫细胞重复实验。这意味着真菌孢子能不能只劫持吞噬体在肺细胞，还在各种各样免疫细胞．

来自耶拿的研究小组与来自葡萄牙的医学科学家进一步研究了这一发现的临床意义，他们提供了干细胞移植接受者和捐赠者的DNA数据。“移植后，患者特别容易受到真菌感染免疫系统被关闭了，”阿克塞尔·布拉哈格解释道。参加这项研究的大约500名干细胞移植受者中，有四分之一在移植后的几个月内出现了危及生命的侵袭性曲霉菌病。

有希望的是，研究人员在比较遗传分析和疾病结果时发现了一个重要的线索。“p11基因发生特定突变的患者不太可能发生侵袭性曲菌病。这一结果有助于密切关注风险更高的患者，”贾说。结合p11的真菌蛋白和人类蛋白本身都是治疗该疾病的可能靶点真菌感染．

这项研究发表在杂志上细胞宿主和微生物．