白念珠菌对唑类耐药和汉防己甲素逆转耐药过程中线粒体氧化磷酸化的主要机制

基本信息
批准号:81471995
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:张宏
学科分类:
依托单位:暨南大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋延君,肖文娟,石建萍,郭慧,李水秀,张玲玲
关键词:
氧化磷酸化ATP合酶汉防己甲素耐药机制白念珠菌
结项摘要

Our previous studies demonstrated that the changes of energy metabolism, in which oxidative phosphorylation is a critical link, are key mechanism underlying azole resistance and tetrandrine-mediated reversal of resistance in Candida albicans. The aim of this project is to reveal the mechanism by investigation of the major steps in oxidative phosphorylation, and ATP synthase, the key enzyme of it. To systematically reveal the the relationship between azole resistance and tetrandrine-mediated reversal of resistance in C. albicans and each step of oxidative phosphorylation, fluconazole-sensitive or fluconazole-resistant substrains of C. albicans isolated from a single patient would be used; the electron transport pathway, phosphorylation of ADP, and Oxidative phosphorylation coupling are suppressed by using of electron transport inhibitors, oxidative phosphorylation inhibitors, and uncoupling agents, respectively. Following this, strains with genes knock-out and overexpression of ATP1 and ATP2, both of which are important coding genes for ATP synthase in C. albicans, would be constructed by STA1-Flipper and overexpression strategies, and observed for differences in phenotype (growth, drug resistance and virulence, etc), proteomics, metabonomics, and other aspects before and after drug administration to discover novel functions as well as mechanisms of ATP synthase in drug resistance and reversible response. Because of the specific structure of ATP synthase in C. albicans, our proposed approach will be great scientific significance for clarifying the novel functions of oxidative phosphorylation in drug resistance, and finding drugs that can act on the specific target, combining anti-fungal therapy and reversing drug resistance.

我们前期发现,能量代谢变化影响白念珠菌对唑类耐药和汉防己甲素逆转耐药的过程。氧化磷酸化是能量代谢的关键环节。为了揭示其机制,本项目针对氧化磷酸化主要环节及其末端酶和关键酶ATP合酶进行研究。拟采用同一亲本来源的氟康唑敏感或耐药菌株,以呼吸链抑制剂、氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂分别抑制呼吸链电子传递、ADP磷酸化及其偶联,系统揭示白念珠菌耐药及其逆转与氧化磷酸化各环节的关系。以STA1-Flipper基因敲除和异位高表达术分别构建白念珠菌ATP合酶重要编码基因ATP1、ATP2缺失株和高表达株,观察其用药前后表型、耐药基因表达、蛋白质组学和代谢组学等变化,揭示ATP合酶在耐药及其逆转中的新机制。由于白念珠菌ATP合酶结构特异,项目完成后将极有希望发现氧化磷酸化(尤其ATP合酶)在耐药过程中的新功能,并进而发现作用于该靶点的药物,为抗真菌药物(及其增效剂)的研发提供新思路,具有重要科学意义。

项目摘要

白念珠菌是人类致死性真菌性感染最重要的病原体之一,系统感染时药物疗效较差,且有耐药现象出现。. 本项目主要研究内容:①线粒体氧化磷酸化参与白念珠菌对唑类耐药、汉防己甲素(TET)逆转耐药过程的系统证据与主要机制;②ATP合酶重要编码基因对唑类药物耐药、TET逆转耐药的影响机制。. 研究发现:(1)针对呼吸链电子传递、ADP磷酸化及偶联三个环节,在抑制剂SHAM/AA/Oligomycin/FCCP作用下,不同耐药水平的白念珠菌株(加入或不加TET)①抑制氧化呼吸链后显著增加耐药株对氟康唑敏感性,细胞内Rh123蓄积增多、外排减少,耐药基因CDR1/CDR2表达下调,线粒体功能受损,细胞凋亡显著增多;②TET联合氟康唑显著提高耐药株敏感性,促进内源性ROS产生,升高SOD及CAT酶活性,下调ROS清除相关因子及氧化应激相关基因表达,增加细胞凋亡,提高对凋亡因子的激活作用。依此,获得了线粒体氧化磷酸化途径参与白念珠菌耐药、TET逆转耐药的证据和机制。(2)构建白念珠菌ATP合酶编码基因(ATP1、ATP2、ATP16)缺失株,采用CLSI M27-A3微量法及点板实验等测定其药敏变化,发现上述基因缺失后耐药性改变(特别是非发酵碳源培养基中,耐药明显增强),获得ATP合酶重要编码基因与耐药相关的直接证据。(3)令人振奋的是,白念珠菌ATP2、ATP16缺失后虽不明显影响生长繁殖和ATP产生、细胞壁成分相关因子,但无法对小鼠造成致死性感染,且菌丝形成少、生物膜形成及活性低、在巨噬细胞中存活的能力低。(4)这些基因可通过碳源代谢调节来维持毒力及在吞噬细胞中生存。其缺失后不利于ADP转化ATP,但可通过基因调控网络调节线粒体能量代谢。. 研究结果揭示,ATP合酶参与了白念珠菌致死性感染的关键环节,且与耐药性直接相关。这为寻找抗白念珠菌药物的新靶标提供了直接的科学依据。. 如期完成了合同书内容。发表论文11篇(SCI收录7篇)。正在投稿2篇。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:

张宏的其他基金

批准号:31160196
批准年份:2011
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11701544
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30972660
批准年份:2009
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:61673125
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51801088
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11675141
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:30672396
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:41471372
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81173359
批准年份:2011
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:10405020
批准年份:2004
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30340075
批准年份:2003
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30300462
批准年份:2003
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21207137
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601125
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778119
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:20771023
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30571792
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:21071027
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:21571032
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31371612
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21777165
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11674316
批准年份:2016
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:10975117
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81700247
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971371
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:11474278
批准年份:2014
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
批准号:81574095
批准年份:2015
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:10675099
批准年份:2006
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:58670301
批准年份:1986
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
批准号:30670981
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81271601
批准年份:2012
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:91642120
批准年份:2016
资助金额:85.00
项目类别:重大研究计划
批准号:30472064
批准年份:2004
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:31240087
批准年份:2012
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81173468
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81773941
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:71071099
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:21271038
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:39500096
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51468047
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30870257
批准年份:2008
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:30170351
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:31630048
批准年份:2016
资助金额:273.00
项目类别:重点项目
批准号:20371012
批准年份:2003
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:81173462
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:30670992
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:60871085
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81171542
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:30370651
批准年份:2003
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:81327004
批准年份:2013
资助金额:290.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11275167
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

ADH1参与白念珠菌对唑类药物耐药及汉防己甲素增效过程中外排泵相关的主要机制

批准号:81171542
批准年份:2011
负责人:张宏
学科分类:H2202
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
2

汉防己甲素对唑类药物抗白念珠菌活性的增效机制

批准号:30972660
批准年份:2009
负责人:张宏
学科分类:H1203
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
3

中药汉防己甲素逆转白血病耐药的分子生物学研究

批准号:39400058
批准年份:1994
负责人:夏薇
学科分类:H0809
资助金额:6.00
项目类别:青年科学基金项目
4

共聚合汉防己甲素和化疗药物的磁性纳米四氧化三铁颗粒在逆转恶性血液病多药耐药中的机理研究

批准号:30740062
批准年份:2007
负责人:陈宝安
学科分类:H0809
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目