澳大真菌研究新突破 有助減低免疫力弱人群受真菌感染

澳門大學健康科學學院副教授黃冠豪帶領的團隊在真菌研究上取得了重大進展。該研究重新定義了真菌孢子休眠,並揭示了真菌孢子在進入休眠期之前如何影響它們的致病毒力,從而幫助了解預防真菌感染的辦法。這為免疫力弱的人群如新冠病患帶來喜訊。相關研究成果在生物學領域備受矚目,並已獲國際知名期刊《自然微生物》(Nature Microbiology)以封面論文形式刊登。

真菌孢子是引起致命性真菌感染的主要傳播媒體,真菌孢子好比真菌的「嬰兒」,它們在自然環境中被大量生產,無處不在,一直被視為處於休眠狀態,可以在空氣輕易傳播,抵抗不同的生存壓力和長時間存活於苛刻的環境條件中,直至遇到合適的環境進行發芽生長。通常,真菌只充當「機會主義者」威脅免疫力弱人群的生命健康。而近兩年新冠病毒(COVID-19)的全球大流行使得每個人都受到真菌感染的威脅。例如,最近「黑真菌」(black fungus)令大量印度新冠病人失明甚至失去生命,而可致命的曲黴菌感染病例也在全球激增。鑒於目前形勢的緊迫性和嚴峻性,了解真菌孢子如何産生以及致病,對人類的健康具有重大的意義。

儘管孢子產生的過程已被熟知,但其如何建立休眠狀態尚不清楚。研究團隊對休眠孢子是否具有轉錄活性進行了檢測。結果令人驚訝,在母細胞上的孢子具有強大的轉錄活性,並能對環境作出應答,這與活躍生長的細胞極其相似。該發現對真菌領域關於孢子是休眠的一向認知提出了挑戰。此外, 孢子內的生物資料,如mRNA、蛋白質等一直都被認為是由其母細胞傳遞而來的。該發現表明,真菌孢子即使在發育完成後仍未休眠,並且可以自行合成mRNA和蛋白質,從而對真菌孢子休眠的經典觀念起到了革新作用。

這一出乎意料的結果促使研究團隊開展了一系列精心設計的下游實驗。實驗表明,從母細胞分離後,孢子便進入休眠狀態。更重要的是,研究團隊還證明,孢子在飄散到環境前(即休眠前)的經歷不僅會影響孢子內的生物資料合成,對它們在打破休眠後的生長、存活、毒力和毒素生產能力都起著「先知」的作用。整個研究揭示了真菌孢子在進入休眠期之前,可根據所經歷的環境條件,在自身發育過程中高度「主動」地為未來做好準備。換言之,真菌孢子可以未雨綢繆丶防患於未然 (Fungal spores are future-proofed),也是《自然微生物》期刊所邀請的巴斯德研究所世界著名真菌生物學家Jean-Paul Latgé對是次研究專題報導的總結。值得強調的是,該研究對真菌休眠進行了重新定義。《自然微生物》對這項研究發現十分重視,並在八月月刊封面上以「Fungal dormancy redefined」為題介紹了這項研究。同時,這項研究發現在生物學相關領域備受矚目,知名生物學公眾號BioArt、科學網(ScienceNet)及Faculty Opinions也對該研究進行了報導和討論。

是次研究的通訊作者為黃冠豪,其博士生王芳為第一作者。澳大健康科學學院的博士生Pooja Sethiya、郭淑慧和李昂,博士後陳盈盈、胡曉暉和高級導師陳凱玲,以及基因組學、生物信息學及單細胞分析核心實驗中心和蛋白質組學、代謝組學及藥物開發核心實驗中心的成員也對這項研究作出了重要的貢獻。該項目由澳門特別行政區科學技術發展基金(檔案編號:0106/2020/A)和澳門大學(檔案編號:MYRG2018-00017-FHS和MYRG2019-00099-FHS)資助。研究文章及專題報導的完整版本可分別瀏覽https://rdcu.be/cnlx8https://www.nature.com/articles/s41564-021-00946-4

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s