青蒿素类药物是全球抗疟的“主力军”，但恶性疟原虫的 “环期存活（RS）” 表型 —— 部分环状体可耐受药物短半衰期潜伏存活，最终导致感染复发 —— 一直是耐药防控的棘手难题。此前仅明确 PfK13 基因突变与耐药相关，却无法解释大量无 PfK13 突变的耐药现象。近日，由中、美、法等国研究者组成的联合团队在《Nature Communications》（2024 IF=15.7）发表突破性研究：组蛋白乙酰转移酶 PfMYST 通过表观遗传调控，独立且协同 PfK13 通路驱动恶性疟原虫环期存活，同时影响多种抗疟药敏感性，填补了青蒿素耐药的表观遗传机制空白！

文章信息速览

• 原标题：Epigenetically conferred ring-stage survival in Plasmodium falciparum against artemisinin treatment

• 期刊：Nature Communications（综合顶刊，2024 IF=15.7）

• 关键词：恶性疟原虫、青蒿素耐药、环期存活（RS）、PfMYST、表观遗传、PfK13、多组学、单细胞 RNA 测序

研究背景与目的

青蒿素耐药的临床痛点亟待破解：

恶性疟原虫环状体存活（RS≥1% 为 “部分耐药”）依赖联合用药清除，一旦联合药物失效，复发率显著升高；

PfK13 基因突变仅能解释部分耐药案例，大量耐药菌株无该突变，提示存在未知调控途径；

表观遗传调控被推测参与耐药，但具体分子靶点、调控网络及与已知通路的关系不明。

团队核心目标：① 筛选调控RS 表型的表观遗传关键因子；② 解析其分子机制及与 PfK13 通路的关联；③ 验证其对多种抗疟药的影响，为联合用药优化和新药研发提供依据。

核心创新：

① 首次证实 PfMYST 是调控恶性疟原虫 RS 表型的核心表观遗传因子，与耐药完全关联；

② 揭示 PfMYST 通过 H4K5ac/H4K8ac 修饰调控靶基因，诱导环期发育延迟和代谢静止；

③ 发现 PfMYST 与 PfK13 通路存在 46% 靶基因重叠，形成 “遗传 + 表观遗传” 双驱动耐药；

④ 证实 PfMYST 调控氯喹、阿莫地喹等多种抗疟药的敏感性。

研究核心亮点

这篇研究的核心突破的是“首次打通表观遗传与遗传耐药通路”，5 大关键发现直击核心：

1. 关键因子：PfMYST 与 RS 表型强关联，独立于 PfK13 突变

团队对 30 株临床分离株和 43 株亚克隆菌株进行系统分析，在 10 种组蛋白乙酰转移酶（HATs）中，仅 PfMYST 的表达量与 RS 表型呈显著负相关（图 1d）：

图1

PfMYST 表达越低，RS 率越高（50nM DHA 处理下，相关系数 r=0.53，P=0.0008）；

该关联在 PfK13 野生型、C580Y 突变株、G538V 突变株中均成立，证实其独立于 PfK13 的调控作用（图 2a）。

2. 表型与代谢：PfMYST 敲低诱导环期延迟 + 代谢静止

通过 CRISPR/Cas9 构建 PfMYST 敲低（PfM-KD）菌株，验证其功能（图 2b-e）：

图2

耐药表型：PfMYST 敲低后，RS 率显著升高（700nM DHA 处理下从 1.1% 升至 7.9%），且环状体发育延迟约 6 小时，与 PfK13 突变株表型一致（图 3a-c）；

图3

代谢特征：靶向代谢组学显示，PfM-KD 菌株呈现 “代谢静止” 状态 —— 糖酵解和戊糖磷酸途径中间产物升高，与 PfK13 突变株的三羧酸循环（TCA）异常形成互补，共同支撑环期存活（图 4c）；

图4

化学验证：PfMYST 特异性抑制剂 NU9056 处理后，RS 率显著升高，而 PfGCN5 抑制剂无此效果，证实 PfMYST 的特异性调控作用（图 2f）。

3. 调控网络：多组学鉴定 46 个靶基因，与 PfK13 通路交叉

结合单细胞 RNA-seq、ChIP-seq 和 CRISPR 功能验证，解析 PfMYST 的调控网络（图 5a-h）：

ChIP-seq 证实：PfMYST 通过调控 H4K5ac、H4K8ac 组蛋白修饰，靶向结合环期关键基因的启动子区域；

单细胞 RNA-seq：筛选出 46 个 “PfMYST 靶基因”，其中 21 个与 PfK13 靶基因重叠（占比 46%），涉及细胞周期、内吞作用、应激响应等核心通路（图 5g）；

图5

通路差异：PfMYST 侧重表观遗传调控，PfK13 侧重血红蛋白内吞，最终通过不同途径共同导致环期存活和感染复发（图 7）。

4. 功能验证：6 个靶基因敲低增强耐药，2 个加速复发

对 27 个候选靶基因进行遗传操作（过表达、敲除、敲低），发现（图 6a-d）：

敲低 KAHRP、2G4、DDX5、PHISTa/b、GTPase1 等 6 个基因，RS 率显著升高；

敲低 PHISTb 和 2G4 后，体外复发时间缩短 2-4 天，直接证实其在耐药复发中的关键作用。

5. 跨界影响：调控多种抗疟药的敏感性

PfMYST 的调控作用并非局限于青蒿素，还影响其他常用抗疟药的 RS 率（图 6e-f）：

图6

图7

敏感性增强（RS 率升高）：氯喹（CQ）、阿莫地喹（AQ）、乙胺嘧啶（PYR）、咯萘啶（PYA）；

无显著影响：lumefantrine（LMF）、甲氟喹（MEF）、哌喹（PPQ）；

防控提示：PfMYST 介导的表观遗传耐药可能引发 “交叉耐药”，为联合用药组合选择提供重要预警。

临床 / 防控价值：

• 新药靶点：PfMYST 可作为抗疟新药开发的核心靶点，通过开发其激活剂或抑制下游通路，逆转表观遗传耐药；

• 联合用药优化：避免将 PfMYST 调控敏感的药物（如氯喹）与青蒿素联用，降低交叉耐药风险；

• 耐药监测升级：将 PfMYST 表达量纳入耐药监测指标，补充 PfK13 突变检测，提升耐药菌株筛查的准确性；

• 机制拓展：为弓形虫、利什曼原虫等其他寄生虫的表观遗传耐药研究提供可复制的范式。

中、美、法多国联合团队的这项研究，首次阐明了 PfMYST 介导的表观遗传调控在青蒿素耐药中的核心作用，构建了 “PfMYST 下调→H4 乙酰化异常→靶基因表达改变→环期发育延迟 + 代谢静止→RS 表型 + 复发” 的完整机制链（图 7），且与 PfK13 遗传通路形成关键交叉。

这一发现不仅填补了青蒿素耐药的机制空白，更为抗疟防控提供了“靶向干预 + 精准监测 + 用药优化” 的三维解决方案，有望延缓耐药扩散，巩固青蒿素类药物的临床价值。

原文DOI：10.1038/s41467-025-62479-2

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