弓形虫效应蛋白ROP16通过宿主RNA结合蛋白TAF15调控肺癌细胞凋亡与周期阻滞的分子机制

本研究揭示了弓形虫分泌蛋白ROP16通过劫持宿主RNA结合蛋白TAF15抑制肺癌恶性表型的新机制。研究人员通过构建ROP16 I/II/III型过表达A549细胞模型，结合Co-IP/MS技术鉴定出TAF15为关键互作蛋白，发现I/III型ROP16通过上调p21/Bax/p53、下调Cyclin D1/BCL-2诱导细胞凋亡和G1期阻滞，且该效应依赖TAF15介导的转录调控。该研究为寄生虫源抗肿瘤药物的开发提供了新靶点。

　　

肺癌作为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，其中肺腺癌占全部肺癌病例的40%，患者5年生存率仅为23%。当前手术联合放化疗的治疗方案面临耐药性和个体差异的严峻挑战。有趣的是，自然界中某些寄生虫感染与肿瘤发生呈负相关，弓形虫(Toxoplasma gondii)感染可重塑肿瘤微环境，其分泌的棒状体蛋白(ROP)家族尤其是ROP16被证实具有调控宿主细胞信号通路的独特能力。然而，ROP16在不同基因型间的功能异质性及其在肺癌中的分子机制尚未阐明。

宁夏医科大学总医院临床病原微生物重点实验室的研究团队在《Parasites》发表的研究中，系统揭示了ROP16基因型依赖性抗肿瘤效应及其通过TAF15介导的分子机制。研究通过构建I/II/III型ROP16过表达的A549细胞模型，结合免疫共沉淀-质谱(Co-IP/MS)筛选出29个候选互作蛋白，锁定RNA结合蛋白TAF15为核心效应分子。通过TAF15基因沉默实验证实，I/III型ROP16通过上调p21/p53/Bax、下调Cyclin D1/CDK6/BCL-2诱导的凋亡和周期阻滞效应被显著逆转。该发现不仅阐明了寄生虫效应蛋白劫持宿主转录调控网络的新范式，更为开发基于病原体蛋白的精准抗肿瘤策略提供了理论依据。

关键技术方法包括：1) 构建I/II/III型ROP16过表达的A549稳转细胞系；2) Co-IP联合LC-MS/MS筛选互作蛋白；3) 流式细胞术检测凋亡与周期分布；4) siRNA介导的TAF15基因沉默；5) Western blot和RT-qPCR分析关键蛋白表达。

【Establishment of ROP16-overexpressing A549 cell model I II\III】
研究人员成功构建了过表达I型(RH)、II型(ME49)和III型(VEG)ROP16的A549稳转细胞系。免疫荧光显示ROP16主要定位于细胞核，Western blot和RT-qPCR证实各基因型ROP16表达量显著升高（图1）。值得注意的是，I型和III型ROP16的氨基酸序列相似度达99%，而II型与I/III型存在30余个氨基酸差异，这为后续功能差异提供了结构基础。

【TAF15 is identified as a novel ROP16-interacting protein through Co-IP/MS screening】
通过IP-LC/MS鉴定出289(I型)、213(II型)和125(III型)个潜在互作蛋白，Venn分析发现29个共有蛋白，其中13个Score>100的高置信度互作蛋白（图2）。TAF15因其在RNA转运和转录调控中的核心作用被选为重点研究对象。Co-IP实验证实TAF15与三型ROP16均存在相互作用，但ROP16过表达不改变内源性TAF15水平（图3）。

【TAF15 knockdown reverses ROP16-induced apoptosis in a genotype-dependent manner】
流式检测显示I/III型ROP16使细胞凋亡率提升至12.14%和12.06%（图4），伴随Bax上调和BCL-2下调。TAF15沉默后，I/III型ROP16的促凋亡效应完全消失（图5）。Western blot显示TAF15敲除显著降低I/III型ROP16诱导的Bax表达（图6），提示TAF15是ROP16促凋亡的必要介质。

【TAF15 depletion disrupts ROP16-driven cell cycle in a genotype-dependent manner】
I/III型ROP16使G1期细胞比例增至78.39%和75.40%，S期降至21.34%和14.07%（图8）。机制上，I/III型ROP16上调p21/CDK6、下调Cyclin D1，而TAF15沉默后CDK6蛋白水平恢复（图10），但p21/Cyclin D1调控仍部分保留，表明TAF15主要参与ROP16对CDK6的转录后调控。

研究结论揭示：I/III型ROP16通过特异性结合TAF15，调控p21-Cyclin D1/CDK6轴诱导G1期阻滞，同时激活Bax/p53-Caspase9促凋亡通路。该发现首次阐明寄生虫效应蛋白劫持宿主RNA结合蛋白抑制肿瘤的分子机制，为开发基于TAF15-ROP16互作界面的靶向疗法提供了新思路。值得注意的是，II型ROP16因关键氨基酸变异（如503位点）丧失激酶活性，导致其无法激活上述通路，这种基因型特异性为精准抗肿瘤设计提供了重要参考。未来研究需在动物模型中验证该互作网络的体内效应，并探索其在其他癌症类型中的普适性。