2025年8月27日，中国科学院上海药物研究所陈昌斌团队在Nat Communications在线发表了题为“Coordinated regulation of pH alkalinization by two transcription factors promotes fungal commensalism and pathogenicity”的研究论文。该论文首次发现两种转录因子之间存在关键互作，协同调控真菌氨基酸代谢。这种协同作用对真菌细胞外pH碱化、宿主环境适应和毒力至关重要。

真菌感染，尤其是由念珠菌属引起的侵袭性真菌感染，已严重威胁着全球数百万人的生命健康。每年，全球因真菌感染导致的病例高达650万例，死亡人数达到380万例。以白念珠菌为例，它不仅可以引起浅表性真菌感染，甚至在人体免疫功能受损或菌群失调等条件下可导致全身性血流感染，尤其是免疫受损的人群，如接受器官移植或重症手术的患者。作为临床重要的条件性致病真菌，白念珠菌能够迅速感知并适应宿主内不断变化的微环境，这一过程对其成功侵入宿主和生存至关重要。已有研究发现白念珠菌能够利用所处宿主微环境的各种氨基酸以及N-乙酰氨基葡萄糖等营养物质，在提供相关碳源进行糖酵解供能的同时，还能够代谢产生氨气，迅速碱化环境pH而诱导酵母-菌丝形态转换。菌丝形成作为白念珠菌重要的毒力因子，能够成功实现宿主定植以及通过物理破坏或诱导细胞焦亡失活巨噬细胞实现免疫逃逸。因此，深入解析白念珠菌如何通过营养代谢调控环境pH碱化，并鉴定发现其中的关键分子和调控因子，对于揭示真菌免疫逃逸的新机制具有重要意义，也为抗真菌感染防治提供了新的潜在靶点。

虽然对于白念珠菌利用各种营养物质碱化环境pH这一生物学现象和功能已经有了一些初步研究。但是，白念珠菌如何实现环境pH碱化，尤其是具体分子调控机制，这方面的研究目前还非常有限。迄今只有一个转录调控因子Stp2被发现，该因子主要通过调控氨基酸代谢相关基因表达介导宿主环境pH碱化。然而，越来越多的研究证据表明，Stp2可能并非唯一的pH碱化调控因子。白念珠菌对环境pH的精准调控可能非常复杂，除了Stp2，很可能存在还没有被发现的其它重要的pH碱化调控因子。

本研究通过高通量遗传筛选、基因敲除、基因回补以及体内外实验，首次发现并鉴定出一个全新的pH碱化调控因子Dal81。研究发现Dal81参与调节白念珠菌氨基酸代谢释放氨气，DAL81缺失导致白念珠菌对巨噬细胞毒性下降以及白念珠菌在巨噬细胞内的存活率下降。双敲除DAL81和STP2对白念珠菌碱化环境pH能力具有叠加效应。值得注意的是，Stp2和Dal81共同调控白念珠菌碱化环境pH，Dal81对于维持Stp2蛋白的稳定表达至关重要，在敲除株中过表达另一个转录因子，均无法回补pH碱化缺陷（图1）。

为更深入研究Dal81和Stp2之间的关系以及生物学意义，研究团队通过免疫印迹、酵母双杂交、免疫共沉淀、高通量测序，生物信息分析以及真菌动物感染模型，发现Dal81与Stp2存在“锁-钥”构象互作，Dal81和Stp2具有相似的基因表达谱和相同的DNA结合位点，两个转录因子协同调控有机酸、油酸、羧酸和氨基酸相关基因表达。这种协同调控作用不仅是白念珠菌实现环境pH碱化的分子基础，同时对真菌肠道定植、宿主环境适应以及真菌毒力至关重要。研究表明，Dal81或Stp2单基因缺失即可显著减少小鼠肠道定植并降低系统性感染致死率，Dal81和Stp2互作位点突变株毒力显著下降，而双基因缺失株则完全丧失定植能力与毒力（图2）。综上，这些发现不仅扩展了对病原真菌在宿主体内环境适应机制的认识，也为开发新型抗真菌干预手段提供了潜在靶点。未来，通过靶向Dal81–Stp2相互作用，有望为抗白念珠菌感染的临床防治开辟新的途径。

上海药物所黄新华研究员为本文第一作者，上海药物所/广西医科大学附属第一医院联合培养博士研究生陈广生、上海药物所博士研究生邹云和硕士研究生吴磊为共同第一作者。上海药物所黄新华研究员、厦门大学翔安医院李浩教授以及和上海药物所陈昌斌研究员为本文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及上海市自然科学基金的资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62953-x

图1. Dal81和Stp2协同调控白念珠菌环境pH碱化。（A）单基因敲除突变株无法碱化M199培养基。（B）单基因敲除突变株无法碱化巨噬细胞吞噬溶酶体。（C）双基因敲除突变株表现出更为显著的pH碱化缺陷。（D，E）Dal81与Stp2的协同作用对pH碱化过程至关重要。

图2. Dal81与Stp2相互作用共同调控下游靶基因的表达，促进白念珠菌对共生与致病。（A） 基于AlphaFold 3的预测结果显示Dal81与Stp2相互作用位点。（B）Dal81和Stp2共同调控的下游基因参与的主要生物学过程。（C）突变株在小鼠肠道中的定植。（D）双基因敲除突变株感染小鼠的生存分析。（E）Dal81-Stp2相互作用位点突变株感染小鼠生存分析。

研究组简介：

病原真菌感染及宿主免疫研究组（组长：陈昌斌研究员），研究方向涵盖基础研究与临床转化两大领域：

【基础研究】

致力于揭示人类致病真菌的共生与感染机制、毒力基因的调控机制以及宿主的抗真菌免疫应答，力求为真菌感染的预防与治疗提供理论依据，探索新的抗真菌药物靶点。主要研究内容包括：

（1）白色念珠菌共生-致病转变的信号通路；

（2）真菌效应因子与宿主免疫系统的相互作用；

（3）真菌突破血脑屏障的分子机制；

（4）肠道与生殖道菌群对真菌感染及宿主免疫的影响；

（5）新型抗真菌药物筛选与作用机制研究；

（6）真菌耐药的表观遗传调控机制。

【临床转化研究】

临床重大传染性疾病的防治，如微生物耐药、器官移植过程中的共感染、真菌引发的妇科疾病、皮肤感染、脑膜炎及败血症等，利用宏基因组学、蛋白组学、转录组及代谢组学技术，结合动物模型，开发病原检测新技术并筛选抗感染先导药物。

近年来，研究团队已在 Cancer Cell、Cell Host & Microbe、Nature Communications、Cell Reports、eLife、PLOS Pathogens 等国际知名期刊发表系列研究成果。欢迎对病原真菌感染与宿主免疫研究感兴趣的优秀学生和博士后加入研究团队（联系方式：cbchen AT ips.ac.cn）。

（供稿部门：陈昌斌课题组）