近日，廈門大學海洋與地球學院、近海海洋環境科學國家重點實驗室王克堅教授課題組在國際期刊Antimicrobial Agents and Chemotherapy發表最新研究成果“Newly discovered antimicrobial peptide Scyampcin44-63 from Scylla paramamosain exhibits a multitargeted candidacidal mechanism in vitro and is effective in a murine model of vaginal candidiasis”，報道了一種源自海洋動物擬穴青蟹的新型抗菌肽Scyampcin44-63對白色念珠菌的抗菌活性及作用機制，為有效治療白色念珠菌感染提供了一種新的選擇。
白色念珠菌是人類最常見的真菌病原體，約90%念珠菌性陰道炎由該菌引起。已有研究表明，全球超四分之三的育齡女性受念珠菌性陰道炎困擾，其中近50%會復發感染。氟康唑是治療念珠菌性陰道炎的首選藥物，然而臨床上持續使用或不當使用氟康唑加劇了耐藥性白色念珠菌的出現，極大影響臨床治療效果。因此，開發抗白色念珠菌的新型抗真菌劑以應對耐藥危機迫在眉睫。
本研究發現，新型抗菌肽Scyampcin44-63對白色念珠菌具有很強的殺菌活性，可有效抑制白色念珠菌生物膜形成與生長。通過分析Scyampcin44-63處理后的白色念珠菌轉錄組數據，發現Scyampcin44-63的抗真菌機制具有4種潛在的作用方式：抑制麥角固醇的生物合成、誘導細胞凋亡、干擾細胞周期和促進自噬性細胞死亡；通過試驗證實了Scyampcin44-63的抗真菌機制；并利用小鼠念珠菌性陰道炎模型驗證了Scyampcin44-63體內治療效果。
圖1 Scyampcin44–63殺白色念珠菌活性、抗生物膜及破膜作用
麥角固醇是真菌細胞膜的重要組分，可影響細胞膜通透性，也是多種抗真菌藥物的重要靶點。轉錄組數據顯示，Scyampcin44-63引起白色念珠菌多個麥角固醇生物合成相關基因下調表達。本研究利用Sytox Green和PI/Syto 9核酸染料證實Scyampcin44-63可破壞白色念珠菌細胞膜；外源添加麥角固醇可影響Scyampcin44-63抗白色念珠菌的活性；經麥角固醇處理后，Scyampcin44-63對白色念珠菌的破膜作用降低；推測Scyampcin44-63可通過影響麥角固醇的生物合成引起膜損傷。
Scyampcin44-63處理后的白色念珠菌轉錄組分析結果表明，抗氧化和凋亡相關基因上調表達。利用DCFH-DA和JC-1探針以及TUNEL染色，證實Scyampcin44-63處理可顯著升高胞內ROS水平，破壞線粒體膜電位，誘導白色念珠菌產生凋亡。
圖2 Scyampcin44–63處理誘導白色念珠菌產生凋亡
細胞凋亡與細胞周期阻滯密切相關。本研究中，Scyampcin44-63處理后，白色念珠菌的多個細胞周期和有絲分裂相關基因呈下調表達；利用流式細胞技術證實，Scyampcin44-63使白色念珠菌的細胞周期阻滯在G2/M期，表明Scyampcin44-63可通過影響白色念珠菌的細胞周期發揮抗白色念珠菌的作用。
圖3 Scyampcin44-63對白色念珠菌細胞周期的影響
透射電鏡結果顯示，經Scyampcin44-63處理的白色念珠菌菌體發生變形、細胞器破壞及液泡擴張；用自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤（3-Methyladenine, 3-MA）預處理白色念珠菌，顯著延遲了Scyampcin44-63對白色念珠菌的殺菌效果；表明Scyampcin44-63可能通過引起自噬性細胞死亡發揮作用。
基于Scyampcin44-63在體外具有很強的抗念珠菌活性，利用小鼠念珠菌性陰道炎模型，探索了Scyampcin44-63在動物體內的療效，并以臨床常用藥物氟康唑作為陽性對照。與陽性對照結果一致，Scyampcin44-63可顯著降低小鼠陰道灌洗液中的真菌載量，且菌絲量少于感染組（PBS處理）。
圖4 Scyampcin44-63局部治療小鼠念珠菌性陰道炎的效果
該論文的第一作者為博士研究生周瑛，通訊作者為王克堅教授，合作作者包括博士研究生孟祥玉、陳芳奕副教授、熊明工程師和博士研究生張偉賓。本研究獲得國家自然科學基金項目（U1805233, 41806162）等資助。
王克堅教授團隊20多年來一直專注于新型抗菌肽的研究及其開發利用工作，先后從我國多種海洋經濟動物中發現近百種功能不同的新型抗菌肽，已獲得國內外發明專利授權36件（國際3件），其中兩項研究成果已在企業實現轉化應用。新型抗菌肽Scyampcin44-63已獲得國家發明專利授權（專利號： ZL 2021 1 0722932.7）。
論文來源：Ying Zhou, Xiangyu Meng, Fang-yi Chen, Ming Xiong, Weibin Zhang, and Ke-Jian Wang. Newly discovered antimicrobial peptide Scyampcin44-63 from Scylla paramamosain exhibiting multi-targeted candidacidal mechanism in vitro and curative effect in murine model of vaginal candidiasis. Antimicrobial Agents and Chemotherapy (DOI:10.1128/aac.00022-23).
全文鏈接：https://doi.org/10.1128/aac.00022-23
供稿：海洋生物分子生物學與免疫毒理學實驗室
編輯：蘇穎
審核：陳銘、劉志宇、唐騰鳳
