弓形虫TgCtwh3 Δrop16Ⅰ/Ⅲ株通过内质网应激与NF-κB通路加速急性感染小鼠神经元凋亡及APP生成

本研究针对中国流行株弓形虫TgCtwh3 Δrop16Ⅰ/Ⅲ的神经致病机制，通过体内外实验揭示其通过激活ERS（内质网应激）通路诱导神经元凋亡，并经由NF-κB信号促进APP（淀粉样前体蛋白）和BACE1（β-分泌酶）生成，为理解弓形虫感染与阿尔茨海默病（AD）的关联提供了新证据，对开发针对GRA15Ⅱ效应分子的干预策略具有重要启示。

　　

论文解读

在探索神经退行性疾病的复杂病因时，病原体感染正成为不可忽视的推手。其中，专性细胞内寄生虫弓形虫（Toxoplasma gondii）因其嗜神经特性备受关注。中国流行的弓形虫中国1型基因株（ToxoDB #9）具有独特的毒力效应分子组合——同时携带Ⅰ/Ⅲ型ROP16和Ⅱ型GRA15蛋白，这与欧美流行的Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型菌株显著不同。更引人深思的是，安徽医科大学微生物与寄生虫学重点实验室团队前期发现，中国1型弱毒株TgCtwh6可导致小鼠慢性感染并伴随认知障碍，而强毒株TgCtwh3则引发急性致死性感染。这两种菌株在神经病理学表现上的差异，暗示着毒力效应分子ROP16_Ⅰ/Ⅲ与GRA15_Ⅱ可能扮演着截然相反的角色。

为破解这一谜题，研究人员在《IBRO Neuroscience Reports》发表的研究中，聚焦于缺失ROP16_Ⅰ/Ⅲ的TgCtwh3突变株（TgCtwh3 Δrop16_Ⅰ/Ⅲ），通过建立BALB/c小鼠急性感染模型（腹腔注射1000个速殖子）和HT22海马神经元细胞系体外感染实验，结合HE/Nissl染色、Western blotting、qRT-PCR、流式细胞术及免疫荧光等技术，系统评估了该菌株对神经元的影响及其分子机制。

关键发现逐层解析

急性感染模型的神经病理特征
感染7天后，TgCtwh3 Δrop16_Ⅰ/Ⅲ组小鼠出现弓背、毛发杂乱等典型症状。海马组织病理显示：神经元排列紊乱、数量减少（Nissl阳性细胞减少41.3%）、核深染现象显著，且凋亡标志蛋白Cleaved-caspase3表达量较野生型感染组升高2.1倍，而抗凋亡蛋白Bcl-2下降63%。这些证据共同指向GRA15_Ⅱ主导的毒力效应可诱发更严重的神经元损伤。

APP/BACE1的异常生成
在分子层面，突变株感染组海马组织中APP和BACE1的蛋白表达分别增加3.8倍和2.9倍，基因转录水平同步上调。体外实验中，HT22细胞感染突变株24小时后，APP阳性细胞比例达68.5%（野生型组仅39.2%），证实神经元本身可直接响应弓形虫刺激产生AD相关病理蛋白。

炎症风暴的推手作用
促炎因子iNOS、TNF-α和IL-6在突变株感染组显著升高，而抗炎因子TGF-β1表达被抑制78%。这种炎症失衡与NF-κB信号通路过度激活密切相关——磷酸化NF-κBp65水平在突变株处理的HT22细胞中提升3.2倍，且抑制剂JSH-23可逆转APP/BACE1的上调。

双通路机制揭秘
通过内质网应激抑制剂TUDCA干预实验，研究者发现突变株感染可显著提升分子伴侣BIP（升高2.7倍）和凋亡执行蛋白Cleaved-caspase12（增加3.1倍），流式检测显示TUDCA预处理使细胞凋亡率从34.6%降至12.8%。这揭示GRA15_Ⅱ通过ERS-Caspase12-Caspase3级联反应直接诱发神经元凋亡。

研究启示与展望
该研究首次阐明中国流行株弓形虫TgCtwh3 Δrop16_Ⅰ/Ⅲ通过"双轨制"机制促进神经退行性病变：一方面依赖GRA15_Ⅱ激活NF-κB通路驱动APP/BACE1生成，另一方面通过ERS途径加速神经元凋亡。而缺失的ROP16_Ⅰ/Ⅲ原本可能通过STAT3/STAT6通路发挥神经保护作用，这种效应分子的"阴阳平衡"为解释不同弓形虫株的神经致病差异提供了理论框架。未来针对GRA15_Ⅱ的靶向干预或可成为预防弓形虫感染相关AD的新策略，而中国1型菌株特有的基因背景提示需开展区域特异性的致病机制研究。