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念珠菌是临床上最常见的条件致病真菌。念珠菌不仅可引起皮肤粘膜等浅表感染，还可以引起深部器官和系统感染。近几十年来，由于抗生素的广泛应用，免疫功能受损和免疫低下患者的增多，导致念珠菌引起的感染比例逐年上升。热带念珠菌和白念珠菌是两种重要的人体病原真菌。菌丝发育是热带念珠菌和白念珠菌重要的生物学特征。酵母-菌丝相之间的转换与念珠菌宿主环境适应能力及其致病性密切相关。很多环境因子对白念珠菌菌丝生长都有调控作用。例如，血清、高浓度的CO2、N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和人体生理温度(37℃)等多种环境因素都能诱导白念珠菌菌丝生长。虽然白念珠菌菌丝生长的调控机制已有较多的研究报道，但热带念珠菌菌丝生长调控的分子机制还知之甚少。尽管热带念珠菌在进化上与念珠菌病中最常见也研究最多的白念珠菌亲缘关系较近，但这两个物种的表型和致病特性却有明显差异。因此，研究热带念珠菌菌丝生长调控的分子机制，将有助于解析念珠菌菌丝发育的进化机制，并为念珠菌病的预防和治疗提供新思路。 本课题主要研究葡萄糖和GlcNAc对热带念珠菌菌丝生长的影响。解析cAMP/PKA信号通路和转录因子在菌丝生长中的调控作用，cAMP/PKA信号通路与转录因子之间的相互调控关系，以及各转录因子之间的相互调控关系。 广泛存在于环境和人体胃肠道内的GlcNAc对白念珠菌菌丝生长有较强的促进作用，但对热带念珠菌菌丝生长却有抑制作用。我们利用四株不同来源的临床菌株进行研究，结果发现:在25℃和37℃条件下，所有菌株在Lees GlcNAc培养基上菌丝生长能力均弱于Lees Glucose培养基上。我们推测这种菌丝生长能力的差异可能由两个原因所导致:一个是葡萄糖对菌丝生长的促进作用，另一个是GlcNAc对菌丝生长的抑制作用。为进一步验证这一推测，我们将热带念珠菌(GH1374)在含不同浓度葡萄糖和GlcNAc的Lees培养基上培养。结果证明较低浓度的葡萄糖便足以促进热带念珠菌菌丝生长，同时GlcNAc对热带念珠菌菌丝生长有较明显的抑制作用。 cAMP/PKA信号通路在多种真菌，例如酿酒酵母和白念珠菌等形态发生中都起着中心调控作用。为了检测这一信号转导途径是否在GlcNAc和葡萄糖对热带念珠菌菌丝生长的调控中发挥重要作用，我们分别敲除和过表达了这一信号通路相关基因。结果发现:敲除GTP酶和腺苷环化酶编码基因（RAS1和CYR1）导致热带念珠菌菌丝生长能力明显下降;而敲除高亲和性cAMP磷酸二酯酶编码基因PDE2导致热带念珠菌菌丝生长能力增强;过表达激活形式RAS1（RAS1V13）、cAMP依赖性蛋白激酶催化亚基编码基因TPK1和TPK2均导致热带念珠菌菌丝生长明显增强;敲除TPK1或TPK2对热带念珠菌菌丝生长均没有明显影响，而TPK1和TPK2双缺失突变体菌株tpk1/tpk1 tpk2/tpk2在各种培养条件下都不能长出菌丝，这说明cAMP依赖蛋白激酶PKA的两个催化亚基Tpk1和Tpk2在调控热带念珠菌菌丝生长中有互补作用。因此，保守的cAMP/PKA信号通路在热带念珠菌菌丝生长中起至关重要的作用。 转录因子(Transcription factors)在真核生物的基因表达中起着非常重要的调控作用。为研究转录因子在热带念珠菌菌丝生长中的调控作用，首先我们利用CGD数据库，根据文献报道的白念珠菌转录因子，通过同源比对分析和SMART网站在线结构分析，在热带念珠菌中发现了156个转录因子。随后，我们构建并筛选了一个含有156个热带念珠菌转录因子的过表达文库，并发现有40个转录因子对热带念珠菌菌丝生长有影响。这些转录因子大多在酿酒酵母和白念珠菌中对菌丝生长调控作用具有保守性，如菌丝生长正调控转录因子Flo8、Ume6、Tec1和Gat2，负调控转录因子Nrg1、Cup9和Sfl1。另外，我们也发现一些热带念珠菌菌丝生长特异性的调控转录因子，如正调控转录因子Wor1，Zcf17和Lys144以及负调控转录因子Czf1，Rgt1和War1。我们选择25个过表达对热带念珠菌菌丝生长有较明显影响作用的转录因子进行了敲除，并分析了敲除这些转录因子的突变体菌株菌丝生长情况。结果发现，敲除FLO8和UME6后，热带念珠菌在各实验条件下都不能长菌丝，表明Flo8和Ume6是热带念珠菌菌丝生长所必需的。敲除NRG1和CZF1后，热带念珠菌在各实验条件下菌丝生长都明显增强，表明Nrg1和Czf1在热带念珠菌菌丝生长中有较强的抑制作用。特别值得注意的是，敲除了RGT1的突变体菌株rgt1/rgt1在Lees Glucose培养基上菌丝生长与野生型菌株没有差别，但在Lees GlcNAc培养基上其菌丝生长能力却明显增强，且突变体菌株rgt1/rgt1在Lees GlcNAc培养基上与在Lees Glucose培养基上菌丝生长没有明显差异，这说明RGT1在GlcNAc抑制热带念珠菌菌丝生长中起着重要的调控作用。 cAMP/PKA信号通路和多种转录因子都在热带念珠菌菌丝生长中有重要调控作用。因此，我们对这些在热带念珠菌菌丝生长中有重要调控作用的转录因子相互之间的关系，以及这些转录因子与cAMP/PKA信号通路的关系进行了研究。我们利用qRT-PCR技术测定了菌丝生长重要调控基因在野生型和nrg1/nrg1、tec1/tec1、flo8/flo8、ras1/ras1和cyr1/cyr1突变体中的表达水平，同时还在ras1/ras1和cyr1/cyr1突变体中过表达了FLO8和TEC1并分析了菌丝生长情况。与预期一致，在cAMP信号通路突变体菌株ras1/ras1与cyr1/cyr1中，热带念珠菌菌丝生长正调控因子基因FLO8，TEC1和HGC1的mRNA表达水平都明显降低，而菌丝生长负调控转录因子基因EFH1，CUP9和NRG1的mRNA表达水平都明显上升;过表达FLO8和TEC1促进了ras1/ras1和cyr1/cyr1突变体菌丝生长。以上结果表明ras1/ras1和cyr1/cyr1突变体菌丝生长能力下降与菌丝生长正调控因子基因表达水平下降和菌丝生长负调控因子基因表达水平提高有关。在nrg1/nrg1突变体中，热带念珠菌菌丝生长正调控基因FLO8与HGC1的表达水平都明显上升，而菌丝生长负调控转录因子基因EFH1和CZF1的表达水平都明显下降;在flo8/flo8突变体中，热带念珠菌菌丝生长正调控基因TEC1与HGC1的表达水平都明显降低，而菌丝生长负调控转录因子基因EFH1、CUP9、CZF1和NRG1的表达水平都明显上升;在tec1/tec1突变体中，热带念珠菌菌丝生长正调控基因FLO8的表达水平明显降低，而菌丝生长负调控转录因子基因EFH1、CUP9、CZF1和NRG1的表达水平都明显上升;这些结果均表明调控热带念珠菌菌丝生长的各基因之间形成了一个相互调控网路。 本课题研究证明了GlcNAc在热带念珠菌菌丝生长中有较强的抑制作用，而葡萄糖在热带念珠菌菌丝生长中有促进作用;揭示了保守的cAMP/PKA信号通路和多个保守的转录因子的调控作用;发现了多个物种特异性转录因子在热带念珠菌丝生长中有重要调控作用;证实了不同菌丝生长调控因子之间形成了一个复杂的相互调控网路。