近日，达特茅斯医学院的研究人员发表在《自然微生物学》上的一项研究揭示了人类真菌病原体形成菌落的方式，以及对病原体致病能力的影响。
通过形成“生物膜”结构，烟曲霉能够在严苛的条件下生长和繁殖，从而对患者的肺部造成感染。“对于健康人来说，由于我们的免疫系统十分完备，使我们能够抵抗环境中的真菌，因此大多数人不必担心这种感染，”文章作者，微生物学和免疫学教授Robert Cramer博士解释说。
但是对于患有癌症等疾病的患者而言，由于他们正在接受抑制其免疫系统的药物或疗法，免疫系统十分薄弱，因此这种感染可能是致命的。 Cramer说：“由于真菌在基因上与我们十分相近，因此相应的治疗药物非常有限且伴随极强的毒性”。
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为此，研究人员试图探究环境应激因素如何影响曲霉病的疾病进展，并找到其中的遗传调控元件。
“我们的项目是基于Robb先前所做的一些工作，该研究表明真菌生长的肺部病变部位氧气稀薄”文章第一作者，Cramer实验室的博士Caitlin Kowalski说，“这给真菌带来了很大的压力，但是某些菌株在低氧（缺氧）的环境中更好地生长。”
通过与加州大学河滨分校的基因组学专家Jason Stajich博士合作，作者开发了一种实验性的诱导突变法，即将病原体暴露于低氧条件下，以鉴定涉及低氧适应性的基因和机制。然后，他们筛选并鉴定出导致基因功能发生关键变化的特定突变。
Kowalski说：“我们分离出的菌株在低氧条件下能够更好地生长，而且还能够在小鼠感染模型中引起更严重的疾病。进一步，我们发现了一个以前功能未知的基因与疾病的进展有关，奇怪的是，该基因对于曲霉的生理和毒力没有任何作用。”
通过与达特茅斯学院生物科学助理教授Carey Nadell博士合作，作者使用先进的显微镜技术揭示了该菌株丝状结构的差异，即该基因诱导了细菌菌膜的形成，从而有利于其在低氧环境下生存并造成感染。
了解这些特征是为患者开发更有效疗法的重要一步。 “对于这些看起来不同并引起更多炎症的菌株，我们可能需要结合更多针对宿主的治疗药物，以减弱负面免疫反应并让抗真菌剂有更多的时间真正发挥作用，”作者解释道。
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