弓形虫钙依赖性蛋白激酶3通过靶向宿主精氨酸酶-1调控M1型巨噬细胞极化抑制寄生虫增殖

本研究针对弓形虫II型毒株如何通过TgCDPK3调控宿主免疫逃逸机制这一科学问题，通过质谱分析、GST pull-down、免疫共沉淀等技术，首次发现TgCDPK3与宿主精氨酸酶-1(Arginase-1)直接相互作用，抑制其活性并促进M1型巨噬细胞极化，从而限制寄生虫在宿主细胞内的增殖。该研究为理解低毒力弓形虫株建立长期潜伏感染的免疫调控机制提供了新视角。

　　

弓形虫(Toxoplasma gondii)作为一种专性细胞内寄生虫，能感染几乎所有温血动物，全球约30%人口存在慢性感染。其中II型毒株(如ME49)虽毒力中等，却是人类弓形虫病的主要致病型，其建立长期潜伏感染的机制尚不清楚。弓形虫钙依赖性蛋白激酶3(TgCDPK3)作为寄生虫外周的关键蛋白，在II型毒株中高表达，已知参与寄生虫从宿主细胞逸出、钙信号调控和组织包囊发育等过程，但其作用的宿主靶标蛋白仍属未知。这一科学问题的解答对理解弓形虫免疫逃逸机制具有重要意义。

安徽医科大学的研究团队在《Parasites》发表的研究中，通过质谱分析鉴定宿主靶蛋白，结合GST pull-down、免疫共沉淀验证蛋白互作，采用免疫荧光观察共定位，并通过酶活检测、流式细胞术和ELISA分析巨噬细胞极化表型，最后利用空斑实验和细胞内增殖实验评估寄生虫生长情况。

研究结果部分：

1. TgCDPK3直接与Arginase-1相互作用
   质谱分析首次鉴定Arginase-1为TgCDPK3的相互作用蛋白。GST pull-down和免疫共沉淀证实两者在体外和体内均存在直接结合，免疫荧光显示它们在感染细胞的寄生虫外周共定位。

2. TgCDPK3影响Arginase-1的活性和表达
   过表达TgCDPK3显著降低Arginase-1水平并上调诱导型一氧化氮合酶(iNOS)。ME49_wt感染比ME49_Δcdpk3更能抑制Arginase-1活性，同时促进一氧化氮(NO)产生，表明TgCDPK3通过抑制Arginase-1改变L-精氨酸代谢流向。

3. TgCDPK3与Arginase-1相互作用促进巨噬细胞M1型极化
   流式分析显示ME49_wt感染诱导M1标志物CD86高表达，而Arginase-1过表达可逆转此效应。ME49_Δcdpk3感染则促进M2标志物CD206表达及抗炎因子TGF-β和IL-10分泌，该表型可被Arginase-1敲低所抑制。

4. TgCDPK3-Arginase-1互作影响弓形虫细胞内增殖
   ME49_Δcdpk3感染的宿主细胞内含8个以上寄生虫的空泡比例显著高于ME49_wt组。空斑实验证实ME49_Δcdpk3形成的斑块更大更多，而Arginase-1缺陷可抵抗这种增殖优势。

该研究首次揭示TgCDPK3通过靶向宿主Arginase-1调控L-精氨酸代谢平衡的分子机制：抑制Arginase-1活性减少多胺合成，同时促进NO产生，驱动巨噬细胞向M1型极化，从而限制寄生虫增殖。这一发现不仅阐明了II型弓形虫建立长期感染的免疫调控新机制，也为开发针对弓形虫免疫逃逸环节的干预策略提供了理论依据。特别值得注意的是，该研究将寄生虫效应蛋白与宿主代谢酶的直接互作与免疫表型调控相关联，为理解宿主-病原体互作提供了创新视角。