호그1

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13539(2023) 이 기사 인용

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트리코스포론 아사히(Trichosporon asahii)는 면역 저하 환자에게 심각하고 때로는 치명적인 감염을 일으키는 기회감염성 병원성 진균입니다. 미토겐 활성화 단백질 키나제인 Hog1은 일부 병원성 진균의 스트레스 저항성을 조절하지만 T. asahii에서의 역할은 조사되지 않았습니다. 여기에서 우리는 hog1 유전자가 결핍된 T. asahii 돌연변이가 고온, 세포막 스트레스, 산화 스트레스 및 항진균제에 민감하다는 것을 입증했습니다. hog1 유전자가 결핍된 T. asahii 돌연변이의 성장은 40°C에서 지연되었습니다. hog1 유전자가 결핍된 T. asahii 돌연변이는 또한 포도당이 풍부한 조건에서 나트륨 도데실 황산염, 과산화수소, 메나디온, 메틸 메탄술포네이트, UV 노출 및 암포테리신 B와 같은 항진균제에 대한 민감성을 나타냈습니다. 포도당이 제한된 조건에서 hog1 유전자 결핍 돌연변이체는 NaCl과 KCl에 대한 민감성을 나타냈습니다. 누에에 대한 hog1 유전자 결핍 돌연변이의 독성은 약화되었습니다. 더욱이, 누에 혈림프에서는 hog1 유전자 결핍 돌연변이체의 생존력이 감소했습니다. 이러한 표현형은 hog1 유전자를 유전자 결핍 돌연변이체에 재도입함으로써 복원되었습니다. 우리의 연구 결과는 Hog1이 T. asahii의 세포 스트레스 반응을 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.

병원성 곰팡이인 트리코스포론 아사히(Trichosporon asahii)는 토양, 사람의 혈액, 가래, 피부, 대변 및 소변에서 흔히 분리되는 담자균 효모입니다1,2,3,4,5,6. T. asahii는 면역 저하 환자에게 심각한 진균 감염을 일으키며7,8 T. asahii에 의한 심부 진균증의 사망률은 또 다른 병원성 진균인 Candida albicans에 의한 감염의 사망률보다 높습니다(80% 대 40%)9. 에키노칸딘 항진균제인 Micafungin은 진균 감염이 의심되는 환자를 치료하는 데 사용됩니다. T. asahii에 의해 감염이 발생하는 경우 T. asahii는 micafungin에 내성이 있기 때문에 심각한 감염이 발생합니다10,11. 암포테리신 B 및 아졸 내성 T. asahii 균주도 환자에게서 분리되었습니다12,13. 따라서 T. asahii에 의한 감염은 임상 환경에서 문제가 됩니다8.

Hog1 매개 신호 전달 경로는 여러 유형의 스트레스 요인에 대한 곰팡이 저항성과 관련이 있습니다. 미토젠 활성화 단백질 키나제(MAPK)인 Hog1 단백질은 환경적 스트레스에 반응하여 세포질에서 핵으로 이동하고 여러 전사 인자와 함께 작용하여 스트레스 저항과 관련된 유전자의 발현을 조절합니다15,16. Hog1 매개 스트레스 저항성과 유전자 조절은 또한 병원성 곰팡이인 Cryptococcus neoformans의 독성에 영향을 미칩니다17,18,19. Hog1 단백질은 또한 다양한 스트레스 요인에 대한 저항성을 증가시키고 효모에서 균사체로의 형태학적 변화를 조절함으로써 숙주에 대한 C. albicans의 병원성에 관여합니다. 더욱이, 스트레스 반응 시스템은 C. albicans25,26,27,28의 형태학적 변화와 관련이 있습니다. 그러나 T. asahii의 스트레스 내성과 병독성에서 Hog1의 역할은 아직 알려지지 않았습니다.

T. asahii 독성의 기본 분자 메커니즘을 밝히기 위해 누에 감염 모델과 유전자가 결핍된 T. asahii 돌연변이를 구축하는 방법이 확립되었습니다29,30. 감염 실험을 위해 무척추 누에 모델을 사용하는 것은 누에를 대량으로 사육하는 데 비용이 적게 들고 사용과 관련된 윤리적 문제가 적기 때문에 매우 유리합니다31,32. T. asahii 임상 분리균의 독성은 최대치사량의 절반(LD50)을 계산하여 정량적으로 평가할 수 있습니다. 이는 그룹 내 동물의 절반을 죽이는 데 필요한 병원체의 용량입니다29. T. asahii30,33의 유전자 결핍 돌연변이를 생성하기 위해 효율적인 유전자 표적화 시스템이 개발되었습니다. 칼슘-칼모듈린-활성화 포스파타제인 칼시뉴린의 유전자 결핍 T. 아사히 돌연변이는 누에에 대한 독성이 감소한 것으로 나타났습니다34. 이러한 발견은 누에 감염 모델과 유전자 조작 시스템으로 구성된 평가 시스템이 T. asahii 감염의 분자 메커니즘을 밝히는 데 유용하다는 것을 보여줍니다.