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（来源：小麦研究联盟）
研究背景
植物病原真菌在侵染宿主过程中，必须精确调控其胞内物质运输网络，以应对复杂的宿主免疫环境并分泌致病因子。内吞溶酶体网络（Endolysosomal network）作为真核细胞内动态的运输系统，负责蛋白质的分选、回收与降解，在维持细胞稳态及响应环境压力中起着核心作用。内吞过程产生的货物蛋白首先被运往早期内体，随后根据需求被分选：一部分通过回收途径返回质膜或反转运至反面高尔基网（TGN），另一部分则进入多囊体最终在液泡中降解。虽然这一过程由Rab GTPase、Retromer复合体、分选连接蛋白（Sorting Nexin, SNX）及ESCRT复合体等高度保守的分子机器调控，但在植物病原真菌中，这些组件如何协同工作以支持致病性的分子机制仍待深入发掘。
论文概要
福建农林大学郑文辉教授和王宗华教授团队在New Phytologist发表了题为“Unraveling Vps1-mediated endolysosomal sorting as a potential target for effective fungal disease control”的论文。该研究以禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）为研究对象，以类动力蛋白GTP酶（Dynamin-like GTPase）FgVps1为切入点，系统解析了内吞溶酶体分选的分子网络。研究发现FgVps1介导了Retromer和SNX相关囊泡从内体上的释放，并揭示了FgVps35与FgSnx4交互作用的关键位点。此外，研究还发现ESCRT-II组件FgVps36作为桥梁偶联了不同的分选复合体。最重要的是，该研究证明通过吩噻嗪类药物抑制FgVps1的GTP酶活性可有效衰减真菌致病性，为广谱抗真菌策略提供了新靶点。
主要研究结果介绍
FgVps1对禾谷镰刀菌的发育和致病性至关重要
研究人员首先通过基因敲除技术获得了突变体。表型分析显示，缺失FgVPS1会导致真菌营养生长显著减缓，分生孢子产量锐减，且有性生殖能力丧失（图S2）。在致病性实验中，与野生型相比，突变体在小麦穗上的扩展能力极度受损（图1a）。这些结果表明，FgVps1是禾谷镰刀菌维持正常生理功能及侵染能力的核心调节因子。
Rab GTPase FgRab51和FgRab7调控FgVps1的内体定位
为了解析FgVps1的调控网络，研究团队利用免疫共沉淀结合质谱（IP-MS）鉴定了其互作蛋白，发现了包括Rab GTPase、Retromer和SNX在内的多个分选组件（图1b）。进一步研究证明，FgVps1能够与早期内体标志物FgRab51及晚期内体标志物FgRab7相互作用（图1c, e）。延时成像观察到FgVps1与FgRab51标记的早期内体存在瞬时动态关联，而与FgRab7标记的晚期内体则呈现稳定的共定位。在缺失FgRab51或FgRab7的突变体中，FgVps1在细胞内的运动轨迹显著缩短，无法正常招募至内体（图1g），说明这两类Rab GTPase协调了FgVps1在内吞溶酶体系统中的空间动态。
FgVps1介导v-SNARE蛋白FgSnc1的分选回收
内吞货物蛋白的正确回收是菌丝极性生长的前提。研究发现，FgVps1缺失后，本应回收至质膜的v-SNARE蛋白FgSnc1大量滞留在基部菌丝的液泡中并发生降解（图2c, d）。荧光恢复分析（FRAP）显示，中FgSnc1向菌丝顶端的运输速率显著下降（图2e）。这一结果揭示了FgVps1的功能缺陷会阻断回收囊泡的释放，导致关键分选货物错位进入降解途径。
FgVps35与FgSnx4通过特定残基直接互作
研究深入解析了Retromer核心亚基FgVps35与分选连接蛋白FgSnx4之间的关系。IP-MS及双杂交实验证实两者存在直接相互作用（图3d, e）。利用AlphaFold2模型预测及定点突变分析，研究人员鉴定出FgVps35的N383残基与FgSnx4的E373残基之间形成了关键的氢键（图3f）。缺失这些关键位点不仅减弱了复合体间的结合，还导致FgSnc1无法正确回收，从而显著降低了真菌的致病性（图3g）。这证明了真菌进化出了特定的复合体互作界面以优化物质运输效率。
ESCRT组件FgVps36发挥桥梁作用维持运输稳态
研究还意外发现ESCRT-II复合体的亚基FgVps36是一个多功能的“枢纽”。FgVps36不仅能桥接ESCRT-I和ESCRT-III，还能同时与FgVps35和FgSnx4结合（图4a, b）。在突变体中，Retromer和SNX复合体均出现定位错误，被错误地运往液泡（图4e, f）。货物蛋白FgSnc1在中的液泡积累现象进一步印证了ESCRT机器在维持内体分选稳态中的重要性（图4i）。
吩噻嗪类药物通过靶向FgVps1实现病害控制
基于FgVps1的重要性，研究探讨了化学生物学控制的可能性。吩噻嗪类药物（如氯丙嗪CPZ、奋乃静PCZ）常作为抗精神病药物，同时也具有潜在的类动力蛋白抑制作用。实验证明，CPZ和PCZ能显著抑制纯化的FgVps1蛋白的GTP酶活性（图5a, e）。分子对接模拟显示这些药物结合在FgVps1的GTP酶域特定的D239-I247区域（图5d）。 在真菌活体实验中，药物处理显著破坏了菌丝的肌动蛋白骨架组织（图6a），阻断了内吞作用及FgSnc1的正常分选。此外，吩噻嗪类药物展现了广谱的抗真菌活性，能有效抑制禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、稻瘟病菌等多种重要植物病原菌的生长及侵染（图6f）。
全文总结与展望
本研究构建了植物病原真菌内吞溶酶体分选的详细模型（图7）：首先，Rab GTPase将类动力蛋白FgVps1招募至内体膜上；随后，Retromer与SNX复合体协同识别并分拣货物蛋白（如FgSnc1），在内体上形成分选小管或囊泡。FgVps1作为“分子剪刀”，负责催化这些载体囊泡从母体膜上脱离，从而实现蛋白质的回收。ESCRT复合体通过FgVps36亚基发挥监控和协调作用，防止分选机器本身的错误降解。
该研究的科学意义在于：
系统解析了真菌特有的内体分选调控网络。
阐明了Dynamin、Retromer、SNX与ESCRT复合体之间的物理联系与功能协同。
验证了以FgVps1为核心的物质运输通路是极佳的药物开发靶点。 未来的研究可进一步筛选针对真菌Vps1蛋白特有结构的特异性抑制剂，开发更安全、高效的绿色农业抗真菌药物。
研究团队与资助
福建农林大学陈鑫博士和陈小敏博士为该论文的共同第一作者，郑文辉教授和王宗华教授为通讯作者。该研究由国家自然科学基金（32272481, 32122071）、中国博士后科学基金（GZC20230448）及福建省自然科学基金（2025J011009）等项目资助。
DOI链接：https://doi.org/10.1111/nph.71276
小麦族多组学网站：http://wheatomics.sdau.edu.cn
投稿、合作等邮箱：shengweima@icloud.com
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