上文介紹了天然產(chǎn)物抑制念珠菌黏附與侵襲、酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉(zhuǎn)換、生物膜形成、水解酶合成與分泌等作用機(jī)制。本文將繼續(xù)介紹天然產(chǎn)物通過影響念珠菌細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和線粒體等細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化；誘導(dǎo)念珠菌細(xì)胞凋亡；抑制念珠菌藥物靶酶與外排泵表達(dá)；以及調(diào)節(jié)免疫增強(qiáng)等機(jī)制達(dá)到抗念珠菌作用。

       相關(guān)閱讀：《天然產(chǎn)物抗念珠菌作用機(jī)制研究進(jìn)展（上）》

       5、天然產(chǎn)物對念珠菌細(xì)胞壁的影響

       真菌細(xì)胞壁主要由口葡聚糖、幾丁質(zhì)及甘露糖蛋白組成，在真菌生長中起到重要作用。真菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，使其與哺乳動物細(xì)胞形成明顯差別，因此成為抗真菌治療的有效靶點(diǎn)。棘白菌素衍生物是第1個通過抑制β-1，3-葡聚糖的合成的靶向真菌細(xì)胞壁的臨床藥物。作用于相同靶點(diǎn)的SCY-078(ibrexafungerp)是一種三萜類化合物，其前體為天然化合物enfumafungin。不同于其他棘白菌素類藥物，SCY-078是首次分離得到的可口服利用的新型抗真菌藥物，目前該藥物已通過FDA批準(zhǔn)用于治療外陰陰道念珠菌病。從植物中提取的醋聚酸可特異性結(jié)合β-1，3-葡聚糖而非抑制β-1，3-葡聚糖的合成，從而顯著破壞其細(xì)胞壁完整性，抑制包括白念珠菌在內(nèi)的多種真菌的生長。尼可霉素Z是從唐德鏈霉菌中分離得到的一種嘧啶核苷。它通過競爭性地抑制幾丁質(zhì)合成酶，對真菌細(xì)胞造成滲透脅迫，從而抑制真菌細(xì)胞壁的基本成分幾丁質(zhì)的合成。Plagiochin E是從地錢中分離得到的一種化合物，它能濃度依賴性地降低Chsl、Chs2和Chs3三種幾丁質(zhì)酶的活性，導(dǎo)致白念珠菌幾丁質(zhì)酶的合成失效和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)缺陷。

       6、天然產(chǎn)物對念珠菌細(xì)胞膜的影響

       真菌細(xì)胞膜主要由甾醇、甘油磷脂和鞘磷脂組成。它為各種功能蛋白提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，并保持了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)完整性。麥角甾醇是一種豐富的甾醇，它與細(xì)胞膜的通透性和流動性有關(guān)。大多數(shù)抗真菌藥物通過干擾麥角甾醇生物合成的不同步驟(如烯 丙胺類、氮唑類)或直接與麥角甾醇結(jié)合(如多烯類)來干擾麥角甾醇的功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。甘油磷脂和鞘磷脂起調(diào)節(jié)細(xì)胞功能和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。已有幾種化合物被報道抑制真菌甘油磷脂和鞘磷脂的生物合成，這些化合物通過抑制該途徑中的各種酶來發(fā)揮抗真菌作用。因此，以真菌細(xì)胞膜為靶點(diǎn)是探索和開發(fā)抗真菌藥物的常用途徑。同時，大量天然產(chǎn)物通過破壞細(xì)胞膜表現(xiàn)出顯著的抑菌作用。

       最近的研究表明單萜類化合物紫蘇醇破壞了白念珠菌的鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶途徑，導(dǎo)致麥角固醇含量顯著下降，從而破壞細(xì)胞膜的完整性。同樣，香葉醇是各種精油的常見成分，在低于MIC濃度下顯著降低麥角甾醇含量。RsAFP2是從蘿卜中分離出來的一種植物抗菌肽，在微摩爾濃度下表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗念珠菌作用。研究表明，RsAFP2與真菌葡萄糖神經(jīng)酰胺相互作用，誘導(dǎo)白念珠菌產(chǎn)生內(nèi)源性活性氧(reactive oxygen species，ROS)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。從苔蘚植物發(fā)現(xiàn)了幾個倍半萜類化合物，它們對外排泵缺陷的白念珠菌具有抗菌活性。例如，entisoalantolactone通過靶向白念珠菌的Erg6和Erg11干擾固醇的合成發(fā)揮抗白念珠菌作用。天然產(chǎn)物還可以通過影響細(xì)胞膜的理化性質(zhì)來破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。如接骨木中的Giochidioboside通過誘導(dǎo)膜去極化和通透性而發(fā)揮抑菌活性。

       7、天然產(chǎn)物對念珠菌線粒體的影響

       線粒體的經(jīng)典呼吸鏈?zhǔn)茄趸姿峄a(chǎn)生能量的中心，同時也是產(chǎn)生代謝中問產(chǎn)物的細(xì)胞器。能量供應(yīng)和代謝產(chǎn)物對于白念珠菌的生存和生長是不可或缺的。近年發(fā)現(xiàn)一些天然產(chǎn)物可通過影響線粒體的功能起到抗念珠菌作用，其機(jī)制主要是通過依賴活性氧(ROS)途徑、Caspase信號通路和鈣泵途徑。

       線粒體產(chǎn)生所有細(xì)胞所需的三磷酸腺苷(ATP)，這個過程伴隨著大量的ROS的產(chǎn)生，而ROS的積累可使線粒體酶失活，膜電位喪失，導(dǎo)致線粒體功能障礙，最終誘導(dǎo)念珠菌的早期凋亡。從厚樸的樹皮中分離出來的和厚樸酚通過產(chǎn)生過多的ROS破壞線粒體膜電位。植物抗菌素白藜蘆醇、中草藥重要成分黃連素及念珠菌次級代謝產(chǎn)物槐糖脂等也通過類似的機(jī)制發(fā)揮抗念珠菌作用。蒔蘿籽精油不僅通過破壞檸檬酸循環(huán)抑制線粒體脫氫酶，抑制ATP的合成，其還引起白念珠菌細(xì)胞內(nèi)ROS積累發(fā)揮抗真菌作用。

       植物活性成分可通過激活 Caspase依賴性信號通路，導(dǎo)致線粒體膜通透性發(fā)生改變，進(jìn)而誘導(dǎo)念珠菌細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，4μg/mL和8~16μg/mL的紫檀茋可分別誘導(dǎo)14%及17%的白念珠菌發(fā)生凋亡。 紫檀茋作用3h后，白念珠菌 Caspase酶活性升高，線粒體膜通透性改變，膜電位降低，細(xì)胞內(nèi) ROS積累亦增多，協(xié)同誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡。此外，研究發(fā)現(xiàn)，100μmol/L和1000μmol/L 的黃芩苷可誘導(dǎo)白念珠菌細(xì)胞核固縮與碎裂，并降低線粒體膜電位，進(jìn)而導(dǎo)致念珠菌細(xì)胞凋亡。番茄紅素是一種主要存在于番茄中的類胡蘿卜素，它能引起細(xì)胞內(nèi)鈣離子的積累，影響細(xì)胞色素C的釋放和線粒體去極化，導(dǎo)致蛋白水解酶激活和ROS的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡。

       8、通過內(nèi)源性活性氧誘導(dǎo)念珠菌凋亡

       環(huán)境壓力可誘導(dǎo)念珠菌產(chǎn)生并積累大量內(nèi)源性活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)，導(dǎo)致胞內(nèi)發(fā)生進(jìn)行性氧化損傷，破壞DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等成分。植物活性成分亦可通過誘導(dǎo)念珠菌產(chǎn)生內(nèi)源性 ROS，損傷其細(xì)胞器及細(xì)胞膜完整性，進(jìn)而誘導(dǎo)念珠菌發(fā)生凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，16μg/mL的和厚樸酚作用 2h或 4h時，白念珠菌胞內(nèi) ROS含量可顯著增加。而32μg/mL的和厚樸酚作用4h后，白念珠菌胞內(nèi)熒光強(qiáng)度可增加至741%。 因此在低劑量時，厚樸酚即可誘導(dǎo)白念珠菌迅速產(chǎn)生大量 ROS，促進(jìn)其胞內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而誘導(dǎo)白念珠菌凋亡。此外，研究表明，5μg/mL番茄紅素作用4h后，白念珠菌胞內(nèi)羅丹明-123 染色熒光強(qiáng)度和 HPF 染色熒光強(qiáng)度分別增加30.13%和 10.01%。因此，番茄紅素可通過誘導(dǎo)白念珠菌胞內(nèi)ROS積累，特別是·OH的積累，從而誘導(dǎo)白念珠菌凋亡。

       9、抑制念珠菌藥物靶酶與外排泵表達(dá)

       藥物靶酶與藥物主動外排泵的高表達(dá)，是念珠菌耐藥的重要機(jī)制。藥物靶酶相關(guān)編碼基因主要有ERG5、ERG11。念珠菌耐藥相關(guān)主動外排泵包括ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族 (ATP-bindingcassettetransporters，ABCT) 和主要易化超家族(majorfacilitatorsuperfamily，MFS)，其相關(guān)編碼基因分別包括CDR1、CDR2、MDR1、MDR2 及FLU1等。研究表明，當(dāng)白念珠菌長期暴露于氟康唑后，其ERG5、ERG11、CDR1、CDR2、MDR1 與FLU1 基因表達(dá)均上調(diào)，進(jìn)而誘發(fā)其耐藥。但當(dāng)與卷柏素聯(lián)用后，其可顯著逆轉(zhuǎn)上述基因表達(dá)水平，使其下調(diào)。另有研究表明，芒果苷與氟康唑聯(lián)用時，白念珠菌耐藥株 CDR1下調(diào)最為明顯，CDR2、MDR2 較氟康唑單用組亦顯著下調(diào)。當(dāng)小檗堿與氟康唑聯(lián)用時，其可對氟康唑耐藥型白念珠菌和熱帶念珠菌有良好的抑菌效果。其機(jī)制與促進(jìn)念珠菌胞內(nèi)額 ROS的積累、抑制細(xì)胞膜麥角固醇生物合成、以及抑制外排泵編碼基因CDR1、CDR2、MDR1 的表達(dá)等有關(guān)。

       10、天然產(chǎn)物的免疫調(diào)節(jié)增強(qiáng)

       部分天然產(chǎn)物還可通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)發(fā)揮抗念珠菌作用。白頭翁湯正丁醇提取物(主要成分包括為小檗堿、白頭翁皂苷、秦皮甲素)不僅下調(diào)NLRP3炎癥小體的表達(dá)，也下調(diào)趨化因子IL-8、MIP-2的表達(dá)，抑制了"無能"的中性粒細(xì)胞向陰道腔的募集，從而發(fā)揮治療外陰陰道念珠菌病的作用。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，部分中藥單體成分能通過提高免疫抑制型小鼠的IgG、IL-4、IL-12 水平，增強(qiáng)其免疫力進(jìn)而抗擊白念珠菌。

       參考資料

       [1]余宇,佘曉東,劉維達(dá).抗念珠菌天然產(chǎn)物的研究進(jìn)展[J].中國真菌學(xué)雜志,2023,18(02):183-187.

       [2]解雨飛,周培茹,華紅等.植物活性成分抗念珠菌作用機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國真菌學(xué)雜志,2022,17(04):315-318+329.

       [3]謝凌峰,賀莉雅,王獻(xiàn)哲等.中藥單體成分抗白念珠菌實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展[J].皮膚性病診療學(xué)雜志,2021,28(06):524-528.

       作者簡介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證。