《Frontiers in Microbiology》：Mangiferin inhibits multiple stages of the Toxoplasma gondii lytic cycle in vitro and protects against acute RH strain infection in vivo
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**摘要**
**引言**：弓形虫病（toxoplasmosis）仍然是全球重要的健康问题，凸显了对新型抗刚地弓形虫（*Toxoplasma gondii*）药物的需求。芒果苷（mangiferin）来源于芒果（*Mangifera indica*），已被证
**摘要**
**引言**：弓形虫病（toxoplasmosis）仍然是全球重要的健康问题，凸显了对新型抗刚地弓形虫（*Toxoplasma gondii*）药物的需求。芒果苷（mangiferin）来源于芒果（*Mangifera indica*），已被证明具有多种药理活性和抗原虫活性，但其对弓形虫的作用仍不清楚。
**方法**：研究人员在体外和体内评估了芒果苷的抗弓形虫活性。评估了芒果苷对人包皮成纤维细胞（human foreskin fibroblast, HFF）的细胞毒性，随后评估了寄生虫噬斑形成和胞外速殖子形态。进一步在急性RH株感染的鼠模型中研究其保护作用，并检测了其对寄生虫黏附、入侵和胞内增殖的影响。
**结果**：芒果苷对HFF细胞显示出低细胞毒性，在浓度高达320 μM时细胞活力仍保持在90%以上。芒果苷显著抑制寄生虫噬斑形成，并诱导胞外速殖子快速发生形态变化。在急性RH株感染的小鼠模型中，芒果苷延长了存活时间，减轻了脾脏病理损伤，并降低了血液、脾脏和脑中的相对寄生虫载量。阶段特异性分析进一步表明，芒果苷抑制寄生虫的黏附、入侵和胞内增殖。
**结论**：芒果苷在体外和体内均表现出抗弓形虫活性，并影响弓形虫裂解周期内的多个过程。这些发现为进一步研究芒果苷作为潜在天然化合物开发新型抗弓形虫病策略提供了初步实验证据。
**芒果苷抗弓形虫作用及其机制研究解读**
**一、研究背景与问题**
刚地弓形虫（*Toxoplasma gondii*）是一种顶复门（Apicomplexa）的专性胞内寄生原虫，能够感染包括人类在内的几乎所有温血动物。弓形虫病是一种全球流行的人兽共患病，对人类健康和动物生产构成重大威胁。多数免疫功能正常者感染后表现为无症状或轻微症状，但在免疫功能低下患者和孕妇中，可能导致严重甚至致命的疾病。
目前临床上治疗弓形虫病的主要方案仍以乙胺嘧啶（pyrimethamine）为基础，特别是乙胺嘧啶联合磺胺嘧啶（sulfadiazine, SD）的方案。然而，这些药物的临床应用受到严重毒性的限制，其中骨髓抑制是主要的治疗相关不良反应之一。一项涵盖31项研究、涉及2,975例患者的系统评价发现，超过一半的研究报告了因不良事件导致的治疗中断或调整，血液学、胃肠道和皮肤毒性是最常报告的并发症。这些安全性问题在孕妇和免疫缺陷患者等脆弱人群中尤为突出。此外，妊娠期的治疗策略还取决于孕周和胎儿感染证据，进一步增加了临床管理的复杂性。当前抗弓形虫疗法的局限性凸显了探索新的治疗候选药物的必要性。
天然产物是发现新型抗寄生虫药物的重要来源。芒果（*Mangifera indica*）具有悠久的药用历史，其提取物和生物活性成分表现出广泛的生物学活性，包括抗菌、抗病毒、抗炎和抗寄生虫作用。芒果苷（mangiferin）是一种天然存在的C-葡萄糖基氧杂蒽酮（C-glucosylxanthone），因其多样的药理活性和已证实的抗寄生虫潜力而受到广泛关注。值得注意的是，芒果苷已显示对疟原虫（*Plasmodium* spp.）具有抑制活性，为其抗原虫活性提供了直接证据。然而，尽管芒果苷具有多样的药理活性和已报道的抗寄生虫潜力，其对弓形虫的作用仍不清楚。鉴于目前弓形虫病治疗药物的局限性，研究芒果苷的抗弓形虫活性可能有助于确定进一步药物开发的潜在候选物。
**二、研究内容与意义**
本研究采用互补的体外和体内方法评估了芒果苷对弓形虫的作用，并进一步表征了其对寄生虫裂解周期（lytic cycle）关键阶段的影响。研究发现，芒果苷在体外和体内均表现出抗弓形虫活性，其活性不仅限于整体裂解生长抑制，还扩展到多种寄生虫相关过程，包括黏附、入侵和胞内增殖。这些发现为芒果苷的抗弓形虫潜力提供了初步实验证据，并为其治疗应用的进一步研究奠定了基础。该研究的创新意义在于首次系统阐明了芒果苷对弓形虫多个生命周期阶段的抑制作用，为开发新型抗弓形虫病策略提供了候选天然化合物。
**三、关键技术方法**
研究人员采用以下主要技术方法开展研究：①CCK-8（Cell Counting Kit-8）法检测芒果苷对人包皮成纤维细胞（HFF）的细胞毒性；②噬斑实验（plaque assay）评估药物对弓形虫裂解生长的整体抑制效果；③光镜形态学观察和扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）分析药物处理对胞外速殖子形态的影响；④建立BALB/c小鼠急性RH株感染模型，通过灌胃给予不同剂量芒果苷，评估生存率、脾脏指数和组织病理学变化；⑤实时荧光定量PCR（qPCR）检测血液、脾脏和脑组织中的相对虫荷（以SAG1为靶基因，小鼠Actin为内参基因）；⑥体外阶段特异性分析，包括黏附实验、入侵实验（CFDA-SE标记结合流式细胞术）和胞内增殖实验（qPCR定量，以SAG1为靶基因、人Actin为内参基因）。HFF细胞购自ATCC（Catalog No. SCRC-1041?），6-8周龄雌性BALB/c小鼠购自SPF（北京）生物技术有限公司，RH株由河南医科大学病原生物学系保存。
**四、研究结果**
**4.1 芒果苷对HFF细胞显示出低细胞毒性**
研究人员通过CCK-8法检测了芒果苷对HFF细胞的毒性作用。结果显示，在浓度高达320 μM时，细胞活力仍保持在90%以上；而超过320 μM的浓度导致细胞活力降至90%以下。因此，选择160 μM和320 μM芒果苷用于后续体外实验。这一结果表明，本研究所用浓度范围内芒果苷对宿主细胞无明显毒性，为后续抗寄生虫活性评估提供了安全性基础。
**4.2 芒果苷抑制弓形虫生长**
噬斑实验结果显示，与DMSO对照组相比，160 μM芒果苷减少了噬斑数量，但差异无统计学意义；而320 μM组未检测到噬斑。Kruskal-Wallis检验显示组间整体差异显著（p = 0.0006），Dunn多重比较检验仅显示DMSO对照组与320 μM组之间存在显著差异（p < 0.05）。相对噬斑面积呈现类似趋势。该结果表明芒果苷以浓度依赖性方式抑制弓形虫的裂解生长。
**4.3 芒果苷诱导弓形虫速殖子形态改变**
形态学分析显示，芒果苷处理后圆形寄生虫的比例增加，这一效应在处理后30分钟即显现，并随暴露时间延长和药物浓度增加而更加明显，尤其在320 μM浓度下。SEM进一步证实，经320 μM芒果苷处理2小时后，部分速殖子呈圆形形态，并伴有局部表面突起和不规则变化。该结果表明芒果苷能快速诱导胞外速殖子的形态学改变。
**4.4 芒果苷改善急性RH株感染小鼠的生存并减轻脾脏病理**
在急性感染模型中，CMC-Na对照组所有小鼠在感染后第7天死亡。50和100 mg/kg芒果苷组小鼠存活至感染后第8天，与对照组相比无显著差异。而200 mg/kg芒果苷组小鼠存活至感染后第15天，与CMC-Na组相比显著延长了生存时间（p < 0.01）。脾脏指数分析显示，200 mg/kg芒果苷组的脾脏指数显著低于CMC-Na组（p = 0.0014）。组织病理学检查显示，弓形虫感染导致脾脏结构明显破坏，表现为广泛淋巴细胞浸润、白髓与红髓界限不清及红髓充血。芒果苷治疗减轻了这些病理改变，部分保留了脾脏结构，其中200 mg/kg芒果苷组脾脏结构保存相对完好。
**4.5 芒果苷降低感染小鼠的弓形虫载量**
qPCR检测结果显示，在血液、脾脏和脑三个组织中，所有芒果苷治疗组的相对寄生虫水平均显著低于CMC-Na组（所有校正p < 0.0001）。单因素方差分析显示三组组织中的组间差异均具有统计学意义[血液：F (3, 12) = 30.47；脾脏：F (3, 12) = 71.86；脑：F (3, 12) = 53.85；均p < 0.0001]。该结果表明，芒果苷在体内能够有效抑制寄生虫复制。
**4.6 芒果苷对寄生虫感染不同阶段的影响**
阶段特异性分析结果显示：①黏附实验：与DMSO对照组相比，SD处理对弓形虫速殖子黏附HFF细胞的数量无显著影响（ns），而160 μM或320 μM芒果苷处理均显著减少寄生虫黏附（p < 0.0001）；②入侵实验：SD处理未显著改变CFDA-SE阳性HFF细胞的比例（ns），而两种浓度的芒果苷均显著降低了该比例（p < 0.0001），表明芒果苷抑制寄生虫入侵；③胞内增殖实验：在处理后12 h和24 h，160 μM或320 μM芒果苷均显著抑制胞内寄生虫增殖（均p < 0.0001），且320 μM芒果苷在这些时间点的抑制效果显著强于SD（p < 0.0001）。在处理后48 h，芒果苷继续显著抑制胞内增殖（p < 0.0001），但320 μM芒果苷与SD组之间无显著差异（ns），表明此时两药具有相当的抑制效果。
**五、总结讨论与结论**
**讨论总结**：
芒果苷对弓形虫的抑制作用机制涉及多个层面。首先，在低细胞毒性浓度下，芒果苷即可显著抑制弓形虫噬斑形成和速殖子生长，表明其抗寄生虫作用并非源于非特异性的宿主细胞毒性。其次，芒果苷能快速诱导速殖子形态改变，包括圆形化及表面突起形成，这种形态异常可能与其生长抑制相关。值得注意的是，芒果苷的活性特征与SD存在明显差异：SD主要通过抑制二氢蝶酸合酶（dihydropteroate synthase）干扰叶酸生物合成而发挥抗增殖作用，对黏附和入侵阶段影响较弱；而芒果苷则同时影响寄生虫黏附、入侵和胞内增殖等多个过程，且在较早时间点对胞内增殖的抑制效果强于SD。这种不同的作用谱提示两者具有联合使用的潜在互补价值。
在体内实验中，芒果苷虽显著降低了血液、脾脏和脑中的虫荷并减轻了脾脏病理损伤，但其对生存的改善呈剂量依赖特征，且剂量效应与虫荷降低程度并不完全对应。这一现象可能与宿主免疫应答和炎症相关组织损伤的复杂性有关，此前已有研究报道寄生虫载量并非决定疾病结局的唯一因素。此外，芒果苷的口服生物利用度相对较低，这可能是影响其体内疗效的因素之一。关于芒果苷抗弓形虫的分子机制，虽然有证据表明芒果苷可抑制恶性疟原虫的丝氨酸羟甲基转移酶（serine hydroxymethyltransferase），但其在弓形虫中的具体分子靶点仍需进一步研究。芒果苷还可能通过调节宿主细胞的NF-κB、NLRP3、MAPK、JAK/STAT和Nrf2等信号通路以及氧化应激和自噬相关过程发挥间接抗寄生虫作用。
**研究结论**：本研究提供了初步证据，表明芒果苷在体外和急性体内模型中对RH株弓形虫具有抗弓形虫活性。对噬斑形成的抑制、胞外速殖子形态的快速改变、寄生虫黏附、入侵和胞内增殖的抑制，以及急性感染期间观察到的保护作用，表明芒果苷发挥广谱抗寄生虫表型，而非仅作用于寄生虫裂解周期的单一阶段。这些发现扩展了芒果苷抗弓形虫活性的证据，并为进一步研究其作用机制、药理特性和潜在治疗应用提供了基础。
