GOA1基因对不同环境下白念珠菌能量代谢转换及致病性的影响

Metabolic shift is a fundamental way for pathogenic fungi to effectively assimilate the alternative nutrients in dynamic environments. This metabolic flexibility is particularly important for pathogenic fungi during infection of different host niches and thus a very important virulent factor. Our preliminary study found a species-specific undefined gene GOA1, which may have possible regulatory effects on the metabolic shift and pathogenicity of Candida albicans in the different conditions. To further investigate the function of GOA1 in Candida albicans, we will detect the changes of mitochondrial function, peroxisomal function, virulent factors, metabolic pathways in media with different carbon source in vitro, and the changes of virulence in co-cultured conditions with different tissue-derived cell lines or in different candidiasis animal models in a GOA1-knockout mutant, GOA1-revertant mutant and wild type. We also will detect the changes of immune responses in different cells and tissues when interacting with the GOA1-knockout mutant strain. From our project, we can further define the functions of GOA1 in the metabolic shift in Candida albicans and its effects on the pathogenicity， and further understand the metabolic pathways and shifts of Candida albicans in different environments as well, which will have a great impact on the antifungal research.

代谢转换是病原真菌应对外界环境的能量代谢调节方式，是病原真菌的重要致病因子。前期研究从白念珠菌中筛选出一个具有种属特异性、功能不明确的基因GOA1，发现GOA1有可能通过影响不同环境下白念珠菌的代谢转换过程而影响致病性，是一个具有潜力的抗真菌药物作用靶点。为进一步探讨GOA1在不同致病环境下的作用机制及对白念珠菌能量代谢转换和致病性的影响，本项目以白念珠菌GOA1敲除突变株、GOA1回复株及野生株作为研究对象，从体外不同碳源培养、与不同组织来源细胞共孵育培养及不同感染途径动物模型三个方面，比较不同环境下线粒体功能、过氧化物酶体功能、能量代谢途径以及毒力相关因子的变化；比较不同细胞共孵育环境、不同感染途径、不同组织环境下白念珠菌致病性的改变及不同细胞组织针对白念珠菌的免疫应答变化，进一步明确GOA1的功能及作用，深入了解不同环境下白念珠菌的代谢转换过程，为研发新型抗真菌药物提供潜在有效靶位。

代谢转换是病原真菌应对外界环境的能量代谢调节方式，是病原真菌的重要致病因子。在本项目的前期研究中从白念珠菌中筛选出一个具有种属特异性、功能不明确的基因GOA1，发现GOA1有可能通过影响不同环境下白念珠菌的代谢转换过程而影响致病性，是一个具有潜力的抗真菌药物作用靶点。本项目在前期研究的基础上从体外培养、与细胞共孵育培养及感染动物模型三个方面，探讨了白念珠菌GOA1在不同环境下对白念珠菌能量代谢转换和致病性的影响。通过本项目研究，发现白念珠菌GOA1基因影响白念珠菌线粒体功能及细胞壁的合成代谢，通过对白念珠菌的能量代谢转换调节而影响白念珠菌的生物学行为，同时对白念珠菌的菌丝形成及外泌酶的分泌、白念珠菌的致病性均产生明显的影响，是一个非常具有潜在价值的抗真菌药物研究靶点。同时，本项目还发现交替氧化酶途径中AOX1a基因在白念珠菌生物膜形成中具有重要作用，值得进一步深入研究，有望为白念珠菌生物膜形成机制研究及抑制生物膜形成研究提供新的思路和方向。