地衣類内生菌由来のピリドキサチンは、エルゴステロール生合成を妨げることにより、カンジダの成長を不活性化します

背景：この研究は、エンドリチェニック菌から分離された小さな天然産物であるピリドキサチン（PYR）の抗真菌効果を特徴付けることです。 方法：Caenorhabditis elegansを感染モデルとして使用することにより、in vitroおよびin vivoでの感受性試験を実施して、Candida種に対するPyrの抗真菌性有効性を評価しました。正常なヒト細胞に対するPyrの細胞毒性は、MTTアッセイを使用してテストされました。ステロール合成と細胞周期の調節に関連する遺伝子の転写レベルは、リアルタイム定量PCR（QPCR）を使用して測定されました。内容物エルゴステロール、スクアレン、ラノステロールは、液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析（LC/MS）によって検出されました。 結果：PYRは、1〜4μg/mLの範囲の阻害濃度（MICS）を最小限に抑えた4つのテストされたカンジダ種に対して有効でした。正常なヒト細胞に対するPyrについては、明らかな細胞毒性は観察されませんでした。Pyrはカンジダアルビカンスの成長を阻害し、バイオフィルムの形成を防ぎました。そして、抗真菌作用は流出ポンプで独立していた。in vivoテストでは、PYRが感染したC. elegansの生存率を大きく延長したことが示されました。QPCRの結果は、ステロール生合成に関連する遺伝子のほとんどがPyr処理細胞でかなりダウンレギュレートされていることを明らかにしました。ステロール含有量の決定により、PYRはエルゴステロール合成用量を依存して阻害し、スクアレンとラノステロールの蓄積を引き起こしたことがわかりました。さらに、構造活性関係の分析により、PYRの不循環ヒドロキサミン酸が抗真菌作用の重要なグループであることが明らかになりました。 結論：Pyrはエルゴステロール合成を妨害して、抗真菌作用を発揮します。 一般的な重要性：解明されたメカニズムは、臨床的に関連する真菌感染症と戦う際にPYRの可能な用途を提供します。

BACKGROUND: This study is to characterize the antifungal effects of pyridoxatin (PYR), a small natural product isolated from an endolichenic fungus. METHODS: The susceptibility tests in vitro and in vivo by using Caenorhabditis elegans as an infectious model were performed to evaluate the antifungal efficacy of PYR against Candida species. The cytotoxicity of PYR against normal human cells was tested using MTT assay. The transcriptional levels of genes related to sterol synthesis and cell cycle regulation were measured using real-time quantitative PCR (qPCR). The contents ergosterol, squalene, lanosterol were detected by liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC/MS). RESULTS: PYR was effective against four tested Candida species with its minimal inhibitory concentrations (MICs) ranging from 1-4μg/ml. No obvious cytotoxicity was observed for PYR against normal human cells. PYR inhibited the growth of Candida albicans, preventing the biofilm formation. And the antifungal action was independent on efflux pumps. The in vivo test showed PYR greatly prolonged the survival of infected C. elegans. qPCR results revealed that most of the genes related to sterol biosynthesis were considerably down-regulated in PYR-treated cells. Determination of the sterol content found that PYR inhibited the ergosterol synthesis dose dependently and caused the accumulation of squalene and lanosterol. Moreover, analysis of the structure-activity relationship revealed the heterocyclic hydroxamic acid in PYR was the key group for the antifungal action. CONCLUSIONS: PYR interferes with the ergosterol synthesis to exert antifungal action. GENERAL SIGNIFICANCE: The elucidated mechanism provides possible applications of PYR in fighting clinical relevant fungal infections.