利用蜡螟感染模型揭示着色芽生菌病慢性迁延发病的机制研究

Chromoblastomycosis is one of the most frequent infections caused by melanized fungi. It’s still a therapeutic challenge for clinicians, especially in the severe clinical forms. The disease hallmark is the presence of sclerotic bodies, embedded in the granulomatous and suppurative tissue reaction, which are considered as the response of this pathogen to the around environment. It is of great importance to discover the key virulence factors of melanized fungi and select the effective antifungal drugs. Here, we introduced an easy and low-cost model from Brown Medical School. Using Galleria mellonella as the host of infection, and observed sclerotic bodies within Galleria mellonella. This project is designed to 1.construct the melanized fungi-Galleria mellonella infection model and detect the virulence of different strains. 2. Based on the discovery of sclerotic bodies in Galleria, further to observe the whole process of its information, to detect the characteristics in morphology, structure and virulence, and show the difference between sclerotic bodies formed in Galleria and mice. 3. Detect the innate immunity of the infected Galleria to determine the specific formation mechanism of sclerotic bodies. 4. Evaluate the antifungal activity and toxicity using the Galleria model. This project is meaningful for the pathogenesis of chromoblastomycosis and effective target of antifungal drugs.

由暗色真菌感染引起的着色芽生菌病慢性迁延可致残致畸，甚至癌变，严重危害健康。华南地区病原菌主要为Fonsecaea monophora，目前公认硬壳小体的形成是病原菌适应环境胁迫发生的相应改变，是导致耐药发生、治疗失败的关键因素，但至今尚无有效手段对硬壳小体的形成和疾病迁延进行系统研究。申请人在布朗大学进行蜡螟感染模型的建立，在蜡螟体内获得了典型的硬壳小体，本课题拟在此基础上：1、构建暗色真菌蜡螟感染模型，系统比较不同菌株间的毒力差异；2、通过模型体内观察硬壳小体的形成发展过程及其干扰因素，从其形态、结构及毒力上与大鼠感染模型内硬壳小体及体外分生孢子进行比较；3、阐明蜡螟固有免疫反应对硬壳小体形成的影响因素；4、采用抗真菌药物干预蜡螟模型中硬壳小体的形态、结构和毒力，评价不同药物的抗真菌活性和对硬壳小体的影响。本项目的实施可揭示着色芽生菌病慢性迁延发病机制并为药物有效作用靶点奠定工作基础。

由暗色真菌感染引起的着色芽生菌病慢性迁延可致残甚至癌变，严重危害患者健康。华南地区病原菌主要为Fonsecaea monophora，目前公认硬壳小体的形成是病原菌适应环境胁迫发生的相应改变，是导致耐药发生、治疗失败的关键因素，但至今尚无有效手段对硬壳小体的形成和疾病迁延进行系统研究。在此研究背景下，本项目进行了：1、利用无脊椎动物蜡螟构建暗色真菌感染模型；2、通过模型体内观察硬壳小体的形成发展过程及其干扰因素；3、阐明蜡螟固有免疫反应对硬壳小体形成的影响因素；4、采用抗真菌药物及光动力疗法干预暗色真菌对蜡螟的感染。研究结果显示：1、确定不同种属（6种）暗色真菌感染蜡螟的最佳剂量和感染时间，比较了不同暗色真菌间的毒力差异，对蜡螟黑化及生存的影响。在感染浓度为105/幼虫条件下，Cladosporium carrionii对蜡螟的毒力最强。2、在蜡螟体内观察了暗色真菌关键致病结构硬壳小体形成发展的全过程，在感染10天内于蜡螟肠腔内可见硬壳小体的发生，其特征性厚壁、分隔结构清晰可见；并观察到蜡螟肠腔血淋巴细胞在真菌孢子的刺激下所出现的聚集反应及形态改变。3、完成对蜡螟体液免疫功能的监测，被不同浓度梯度的暗色真菌Fonsecaea monophora感染后，蜡螟血淋巴细胞数量在不同感染时间点较未感染蜡螟有显著上升，血细胞形态发生明显改变。4、在利用光动力疗法成功治疗着色芽生菌病患者后将将光动力疗法实施于所构建的暗色真菌－蜡螟感染模型，利用蜡螟比较不同光敏剂的安全性，并对蜡螟体液免疫功能变化进行检测。实施光动力后，蜡螟血细胞密度升高，血淋巴敏感性增加，表现在被诱导的血细胞分化及对细菌、真菌的包裹能力增强。本项目成功构建一简单易行的暗色真菌感染模型，并于蜡螟体内获取其关键致病结构硬壳小体，为后续关于暗色真菌感染致病机制及治疗靶点的相关研究提供一有效模型。进一步结合临床病例将光动力疗法应用于该模型，初步于体内揭示光动力疗法对蜡螟细胞/体液免疫的调控。