弓形虫分泌系统与宿主miRNA外泌体协同介导神经元细胞骨架重塑的机制研究

本期推荐：瑞典斯德哥尔摩大学团队揭示弓形虫(T. gondii)通过MYR转位子分泌效应蛋白，并诱导宿主miR-221-3p富集的外泌体(EVs)，导致感染/旁观神经元细胞骨架重构。该研究首次阐明寄生虫-神经元互作的双重机制，为理解神经精神障碍提供新靶点。

　　

在神经科学领域，弓形虫(Toxoplasma gondii)如何通过有限感染引发广泛神经功能障碍始终是未解之谜。这种专性细胞内寄生虫可终生潜伏于神经元，流行病学研究显示其感染与精神分裂症、认知障碍等神经精神疾病显著相关。然而，稀疏感染的神经元如何影响整体神经环路？是否存在超越直接感染的"旁观者效应"？这些问题成为揭示弓形虫神经致病机制的关键。

瑞典斯德哥尔摩大学Antonio Barragan团队在《Scientific Reports》发表的研究，创新性地从细胞骨架动态和细胞间通讯双视角展开探索。研究采用SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞系和原代皮层神经元模型，结合CRISPR构建的弓形虫突变株（包括MYR分泌缺陷型△myr1/△rop17），通过高内涵成像分析细胞形态学参数（如Sholl分支分析、细胞圆形度量化）。纳米颗粒追踪技术(NTA)和small RNA-seq解析外泌体(EVs)特征，并利用miRNA模拟物转染验证功能。

研究首先发现，I/II型弓形虫均可诱导神经元显著形态改变：未分化SH-SY5Y细胞圆形化率提升3倍（p<0.0001），分化细胞突触连接减少40%，原代神经元树突复杂度降低（Sholl交叉数下降25%）。关键的是，非复制型突变株RH-CPS仍能引发类似表型，而MYR分泌缺陷株（△myr1/△rop17）表型减弱60%，提示效应蛋白分泌而非复制驱动改变。

令人惊讶的是，未感染"旁观者细胞"也出现50%的形态改变。机制追踪显示，感染细胞分泌的EVs（100-150nm粒径）富含差异miRNA，其中miR-221-3p水平上调8倍。转染实验证实，miR-221-3p可单独诱导神经元圆形化，其预测靶标血管生成素2(ANGPT2)在感染细胞中表达下调。蛋白酶/核酸酶处理使EVs表型效应减弱70%，表明核酸-蛋白复合物共同作用。

讨论部分强调，该研究首次揭示弓形虫通过"双管齐下"策略扰动神经网络：MYR依赖性效应蛋白直接修饰感染细胞骨架，同时EVs递送miR-221-3p等调控因子实现跨细胞调控。这种机制可解释临床观察到的"低感染高影响"现象——少数感染神经元可能通过外泌体介导的旁分泌效应引发广泛神经功能紊乱。特别值得注意的是，miR-221-3p此前未发现与弓形虫感染相关，但其已知的神经保护功能暗示寄生虫可能劫持宿主RNA调控网络实现持久潜伏。

该研究为理解神经寄生虫病提供了新范式：病原体不仅直接入侵细胞，更通过重编程宿主细胞间通讯系统扩大影响。发现EVs-miRNA这一新致病维度，为开发阻断神经传播的干预策略（如MYR抑制剂或miRNA拮抗剂）奠定基础。未来研究需在体内验证这些发现，并探索不同神经元亚型对弓形虫效应的敏感性差异，这些工作将推动神经感染领域向更精密的细胞间通讯机制探索。