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白念珠菌是人体重要的条件致病真菌,细胞内钙离子稳态对其耐药性、菌丝发育和小鼠毒力具有重要作用。白念珠菌细胞质膜蛋白CaRch1是本实验室最近发现的新型钙稳态调节因子。我们前期研究表明,CaRch1的缺失导致钙离子内流增加,胞内钙离子浓度升高和钙离子/钙调磷酸酯酶信号途径的激活,从而造成细胞对钙离子胁迫高度敏感。因此,CaRch1是钙离子内流的负调控因子。白念珠菌细胞质膜上的高亲和性钙吸收系统(High-affinity calcium uptake system,HACS;或称钙离子通道)由CaCch1、CaMid1和CaEcm7三个成分组成。HACS是胞外低钙和各种胁迫条件下钙离子内流的主要通道。前人研究表明,CaCch1、CaMid1或CaEcm7的缺失引起细胞钙内流减少,引起细胞对抗真菌药物敏感。此外,HACS任何一种组分的缺失导致白念珠菌菌丝发育发生缺陷以及对小鼠毒力严重减弱。本研究发现,CaCch1或CaMid1的缺失导致细胞对N-糖基化抑制剂衣霉素敏感,而CaEcm7的缺失则没有。HACS任何一个组分的缺失均能够抑制CaRCH1基因缺失株的钙离子敏感表型,还能够消除由于CaRCH1的缺失导致的钙离子/钙调磷酸酯酶信号途径激活。此外,CaRCH1基因的缺失导致白念珠菌细胞对衣霉素敏感,以及菌丝发育的减缓和小鼠毒力的下降。敲除CaRCH1基因能够恢复Cacch1/Cacch1或者Caecm7/Caecm7缺失株的菌丝发育和小鼠毒力缺陷。因此,CaRch1和HACS分别负向和正向调控白念珠菌胞内钙离子稳态平衡,从而共同影响其钙离子敏感性、药物耐受性以及菌丝发育和毒力。高尔基体钙泵CaPmr1是维持白念珠菌钙稳态和细胞壁完整性所必需的。本研究发现,CaRCH1基因的缺失增加Capmr1/Capmr1缺失株的钙离子敏感性及其胞内钙离子/钙调磷酸酯酶信号途径的激活程度。细胞壁成分分析结果表明,CaRCH1基因的缺失导致白念珠菌细胞壁中几丁质含量减少,激活CaMkc1介导的细胞壁完整性(CWI)信号途径。此外,CaRCH1基因缺失导致Capmr1/Capmr1缺失株细胞壁中的甘露聚糖和几丁质含量下降,进一步激活CaCek1介导的CWI途径。因此,CaRch1和CaPmr1在钙离子稳态调控、细胞壁完整性及压力应答等方面存在遗传互作。