探究木瓜籽精油对热带念珠菌（Candida tropicalis）的体外和体内抗真菌作用及其作用机制

《Journal of Ethnopharmacology》：Exploring the antifungal effects and underlying mechanism of Carica papaya seed essential oil against Candida tropicalis in vitro and in vivo

papaya seed essential oil（PSEO）对耐氟康唑念珠菌的体外和体内抗真菌作用及机制研究。PSEO显著抑制念珠菌菌丝生长、细胞膜完整性及线粒体膜电位，诱导ROS积累，并通过调控细胞壁、线粒体相关基因表达发挥作用。体内实验显示PSEO对小鼠系统性耐氟康唑念珠菌感染疗效优于氟康唑，显著提高存活率并减轻多器官病理损伤。

　　

崔金雷|高杰|赵琳璐|程子怡|王莉莉|马印正|易国辉|吴金燕|张小波|何晓文

中国教育部热带医学创新与转化工程研究中心，海南医学院（海南医学科学院）药学院，海口571199

摘要

民族药理学相关性

木瓜种子可以改善消化不良，缓解风湿痛，在传统医学中可制成膏剂用于治疗癣和银屑病，这表明它们具有抗菌、抗真菌和抗炎特性。作为最常见的非白色念珠菌物种之一，Candida tropicalis由于药物抗性的增加，导致了发病率和死亡率的显著上升。在我们之前的研究中，木瓜籽精油（PSEO）含有超过99%的苄基异硫氰酸酯，并对C. tropicalis表现出抗真菌活性，尤其是对氟康唑耐药的C. tropicalis。然而，其背后的抑制机制仍不清楚，PSEO在体内对C. tropicalis的治疗效果尚未得到研究。

材料与方法

本研究系统地探讨了PSEO在体外对不同方面的抗真菌效果，包括菌丝形成、细胞形态、膜完整性、蛋白质浓度、线粒体膜电位（MMP）和活性氧（ROS），针对敏感和耐药的C. tropicalis》。在C. tropicalis暴露于PSEO后，通过RNA-seq进行了转录组分析。同时评估了PSEO对耐药C. tropicalis的体内治疗效果。

结果

PSEO对敏感和耐药的C. tropicalis均具有强大的抗真菌效果，最小抑制浓度为32.0-64.0 μg/mL，最小杀菌浓度为128.0 μg/mL。经PSEO处理后，C. tropicalis的菌丝生长受到抑制，细胞壁和膜受损，蛋白质浓度降低，MMP减少，并诱导ROS积累。转录组分析显示，PSEO调节了与细胞表面、细胞壁、核糖体和线粒体相关的差异表达基因，这与上述表型参数的变化相一致。此外，与敏感的C. tropicalis相比，PSEO对耐药C. tropicalis的影响更为显著。在体内实验中，PSEO在系统性耐药C. tropical感染的小鼠模型中显示出优于氟康唑的治疗效果，显著提高了存活率和体重，减少了多个器官中的真菌负担，并减轻了心脏、肾脏和肝脏的病理损伤。

结论

这些发现揭示了PSEO在体外和体内的抗真菌效果及其作用机制，特别是对耐药C. tropicalis的效果。这验证了木瓜种子在民族药理学中的应用，并为开发PSEO作为天然抗真菌剂以对抗日益严重的C. tropicalis药物抗性提供了新的见解。

引言

Candida属酵母是人类皮肤、指甲和肠道正常微生物群的一部分。在免疫力低下或手术后，这些酵母可引发多种感染（Ofori等人，2024年）。侵袭性念珠菌病，包括念珠菌血症，是临床上的主要致病原因（Hoenigl等人，2023年）。虽然Candida albicans曾是主要病原体，但近年来，非白色念珠菌如Candida tropicalis、Candida glabrata、Candida parapsilosis和Candida krusei的作用日益突出（Lass-Fl?rl等人，2024年）。Candida tropicalis是最常见的非白色念珠菌物种之一，其分离率显著增加，已成为不同地区念珠菌血症的第一至第四大原因（Li等人，2022年；Dawoud等人，2024年）。唑类抗真菌药物（以氟康唑FLC为代表）是临床实践中最常用的抗真菌药物，其作用机制是通过抑制CYP51酶来阻止麦角甾醇的生物合成（Spencer等人，2023年）。然而，由于唑类药物的广泛使用，药物抗性显著增加，给临床治疗带来了挑战（Favarello等人，2021年；Zhao等人，2023年）。为了解决C. tropicalis感染和药物抗性问题，需要采取一些关键措施。一方面，必须探索药物抗性的机制（Wang等人，2022年；Shang等人，2025年）；另一方面，应努力开发新的抗真菌药物（Zhan等人，2021年；Xiong等人，2023年；Chen等人，2024年）。

精油（EOs）是从植物中提取的芳香物质，已被证明具有显著的抗菌和抗真菌活性（Lv等人，2024年；Gao等人，2024年；Yang等人，2025年）。EOs或其活性成分可以通过多种机制发挥抗真菌作用。例如，Artemisia argyi精油通过破坏Trichophyton mentagrophytes的细胞膜完整性、阻碍线粒体ATP合成和能量代谢、诱导过多的活性氧（ROS）积累从而导致严重的细胞氧化损伤来发挥抗真菌作用（Li等人，2024年）。柠檬精油的主要成分D-柠檬烯不仅可以破坏C. tropicalis的细胞壁和膜的完整性和通透性，还可以降低线粒体膜电位（MMP），诱导ROS积累，并减少ATP产生，最终抑制C. tropicalis的生长（Xiong等人，2023年）。来自EOs的酚类单萜类化合物香芹酚通过调节NADPH氧化酶亚基的转录表达，诱导ROS爆发，最终导致细胞死亡（Gao等人，2025年）。

木瓜（Carica papaya L.）主要分布于全球的热带和亚热带地区，包括中美洲、南美洲、亚洲和非洲（Babalola等人，2024年）。木瓜籽在传统医学中可用于改善消化不良、缓解风湿痛，并制成膏剂治疗癣和银屑病（Ugbogu等人，2023年）。近年来，关于木瓜籽的研究和应用越来越多（Avila等人，2020年；Sani等人，2021年；Li等人，2021年；Mahrous等人，2023年）。这一趋势不仅有助于减少这些种子处理带来的环境污染问题，还释放了它们的潜在价值。鉴于木瓜籽在治疗癣、消气和中风方面的有效性，我们推测它们具有抗菌、抗真菌和抗炎特性。在我们之前的研究中（He等人，2017年），通过水蒸馏法提取了木瓜籽精油（PSEO），未使用有机溶剂。气相色谱-质谱（GC-MS）检测显示其苄基异硫氰酸酯（BITC）含量超过99%。这种PSEO具有天然、无污染和高纯度的特点，对多种Candida菌株（包括C. albicans、C. tropical、C. glabrata、C. krusei和C. parapsilosis）表现出抑制作用。此外，PSEO在100 mg/kg剂量下无急性毒性，并且在体内对耐药C. albicans的抗真菌效果优于阳性对照药物FLC（Ma等人，2025年）。从线粒体功能的角度探讨了PSEO对C. albicans的抑制机制（Zhang & Chen，2017年）。结果显示，PSEO诱导了ROS的产生，降低了MMP，并影响了线粒体呼吸链中的一个复杂酶。Pereira等人（2020年）指出，BITC对C. albicans的抑制作用可能与诱导氧化应激和细胞超微结构及细胞壁结构的变化有关。然而，PSEO对C. tropicalis，尤其是耐药C. tropicalis的抗真菌机制仍是一个亟待进一步研究的科学问题。PSEO在体内的治疗效果尚未得到研究。

本研究系统地探讨了PSEO对敏感和耐药C. tropicalis在菌丝生长、细胞形态、膜完整性、蛋白质浓度、MMP和ROS方面的影响。在C. tropicalis暴露于PSEO后，通过RNA-seq进行了转录组分析。评估了PSEO对小鼠系统性C. tropical感染的治疗效果。本研究的结果有望揭示PSEO对C. tropicalis，特别是FLC耐药C. tropicalis的潜在抗真菌效果和抑制机制，为开发PSEO作为天然抗真菌剂以对抗日益严重的C. tropicalis药物抗性提供新的见解。

章节片段

菌株和化学品

标准C. tropicalis菌株（C. tropicalis ATCC 750）从美国类型培养集（Manassas）获取。临床菌株C. tropicalis 68、C. tropicalis 103和C. tropicalis 56是从三亚市人民医院（中国三亚）患有口腔念珠菌病的患者的口腔黏膜中分离出来的，并通过ITS基因序列鉴定为C. tropicalis。

PSEO通过水蒸馏从木瓜籽中提取，其BITC含量为99.20%

PSEO的体外抗真菌效果

表1列出了PSEO和FLC对四种C. tropicalis菌株的MIC（最低抑制浓度）和MFC（最低杀菌浓度）。PSEO的MIC范围为32.0至64.0 μg/mL，而FLC的MIC分别为1.0、2.0或256.0 μg/mL。FLC对C. tropicalis 56的MIC为256.0 μg/mL，高于64.0 μg/mL，表明C. tropicalis 56是一种耐药菌株。PSEO对所有C. tropicalis菌株的MFC均为128.0 μg/mL，而FLC的MFC均大于256.0 μg/mL。

结论

在过去几十年中，C. tropicalis感染的发病率显著上升，尤其是在免疫功能低下和术后患者中（Li等人，2022年；Dawoud等人，2024年）。由于抗真菌药物的广泛使用，药物抗性的增加给临床治疗带来了很大困难（Favarello等人，2021年；Zhao等人，2023年；Xiong等人，2025年）。在本研究中，经过PSEO处理后，C. tropicalis，尤其是耐药C. tropicalis的菌丝生长受到抑制

CRediT作者贡献声明

易国辉：验证。 吴金燕：资源提供。 王莉莉：验证、数据管理。 马印正：验证。 程子怡：方法学、数据管理。 高杰：验证、方法学、研究、数据分析、数据管理。 赵琳璐：方法学、资金筹集、数据管理。 崔金雷：撰写——初稿、方法学、资金筹集、数据管理。 张小波：监督、资金筹集、数据分析、概念构思。 何晓文：撰写——

未引用参考文献

Li等人，2021年；Mahrous和Noseer，2023年。

伦理声明

所有涉及动物的实验均按照中国海南医学院伦理委员会批准的伦理政策和程序进行（批准编号HYLL-2024-751）。

数据可用性声明

与本研究相关的所有数据均包含在文章/补充材料中。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国海南省重点研发计划（ZDYF2024SHFZ130，ZDYF2022SHFZ037）、国家自然科学基金（82460694，22164009，22305056）以及海南医学院的学术提升支持计划（XSTS2025137）的资助。