近几十年来伴随着免疫缺陷患者数量的增加,临床感染性疾病的发生率逐年上升,其中侵袭性真菌感染是导致免疫缺陷患者高死亡率的重要原因之一。目前,用于治疗全身系统性真菌感染的药物种类十分有限,多烯类、唑类和棘白菌素类是主要可供选择的药物。而且随着抗真菌药物的使用真菌耐药大量出现,进一步增加了真菌感染的治疗难度。此外,许多常规抗真菌药物,如两性霉素B、伏立康唑和伊曲康唑还存在严重的毒性,不能长期和大剂量使用,极大地限制了临床治疗的可选择性。因此,开发新作用机制的抗真菌药物以及有效的抗真菌策略迫在眉睫。抗真菌药物之所以开发难主要是由于哺乳动物细胞和真菌细胞具有高度同源性,抗真菌潜在靶标有限。微量金属离子不仅是人体所需,也是病原菌赖以生存的必须物质。面对病原菌感染,宿主细胞会通过产生铁蛋白等策略阻止病原菌对金属离子如铁离子、锌离子等的摄取来抑制其繁殖,称之为营养性免疫。金属离子螯合被认为是一种有应用前景的抗真菌方法,缩氨基硫脲类化合物是一大类具有抗真菌活性的化合物,且具有金属离子螯合作用,但其下游作用机制并不清楚。在该研究中,我们系统地测定了 89个缩氨基硫脲类化合物的抗真菌活性,包括87个合作课题组合成的和2个商品化的化合物。我们发现有13个化合物对人体常见的致病真菌（白色念珠菌、隐球菌和烟曲霉）均表现出较好的抗真菌作用,其中,化合物19ak对白色念珠菌具有最强的抑制活性,最小抑菌浓度为0.125 μg/mL,且对哺乳动物细胞的细胞毒性较小,最大选择性指数达214.32,19ak在白色念珠菌-蜡螟幼虫感染模型中表现出了良好的治疗效果,因此我们选择19ak用于进一步的作用机制研究。通过亚铁离子荧光探针FeRhoNox-1和锌离子探针Zinbo-5对胞内亚铁离子和锌离子进行检测,发现化合物19ak显著降低了真菌胞内亚铁离子和锌离子的含量。为了进一步探究19ak螯合亚铁离子和锌离子对真菌细胞产生的下游效应,我们对不同剂量19ak处理的白色念珠菌SC5314进行了 RNA-seq分析,并基于差异基因的GO和KEGG分析以及一系列的生化检测,明确了 19ak的抗真菌机制。19ak主要通过螯合真菌细胞内的Fe2+阻滞线粒体呼吸链复合物Ⅰ的活性来抑制真菌线粒体呼吸,导致线粒体膜电位降低和细胞内ATP生成减少。此外,19ak主要通过破坏细胞内锌离子稳态来抑制真菌核糖体的生物合成。19ak还提高了胞内还原酶的活性,减少了真菌细胞中ROS的产生,导致有害的细胞内还原性应激增加。有趣的是,19ak对哺乳动物细胞中亚铁离子和锌离子没有显示出强的螯合作用,哺乳动物细胞的呼吸活性也没有受到明显影响,提示其具有抗真菌药物开发的潜力。与氟康唑相比,19ak还表现出不易产生耐药的能力。这些研究揭示了干扰真菌线粒体呼吸和核糖体生物合成是化合物19ak破坏铁离子和锌离子稳态的下游效应,并为缩氨基硫脲类化合物的抗真菌应用提供了理论基础。