TgEfhc3在弓形虫（Toxoplasma gondii）生物学中的作用及其作为亚单位疫苗的前景

《Parasites & Vectors》：The role of TgEfhc3 in Toxoplasma gondii biology and its prospects as a subunit vaccine

Toxoplasma gondii的EF-hand钙结合蛋白Efhc3对虫体增殖、出芽和入侵至关重要，基因敲除显著影响其生物学功能。重组Efhc3蛋白作为亚单位疫苗在小鼠模型中可部分保护急性感染，并诱导高水平的IgG及亚类抗体，增强Th1/Th2细胞因子（IL-4, IFN-γ, IL-10）分泌及CD4+ T细胞增殖，显著延长宿主生存时间。

　　

摘要

背景

弓形虫病由弓形虫（Toxoplasma gondii）引起，对全球健康构成重大威胁，目前尚无针对人类的商业疫苗。该寄生虫的出芽过程是其细胞内复制周期之间的关键环节，对寄生虫的生存和传播至关重要，这一过程受到钙离子的严格调控。值得注意的是，弓形虫中含EF-hand结构域的蛋白质（Efhc）在其所有钙结合蛋白中具有最高的钙离子（Ca2?）结合亲和力。

方法

使用CRISPR/Cas9技术生成了一种条件性敲除菌株（TgEfhc3-C-AID）。通过斑块形成、细胞内增殖、出芽能力、侵袭性以及小鼠毒力等表型测定来评估该基因缺失对弓形虫速殖子生长和发育的影响。随后利用DNAstar软件、免疫荧光实验和Western印迹技术分析了TgEfhc3的抗原性。将重组TgEfhc3（rTgEfhc3）蛋白在大肠杆菌（Escherichia coli）中表达后，通过皮下注射给BALB/c小鼠，以评估其对急性弓形虫病的保护效果。通过ELISA检测血清中的IgG及其亚类（IgG1、IgG2a）和脾脏T细胞产生的细胞因子（IL-4、IFN-γ、IL-10），并通过流式细胞术检测CD4?和CD8? T细胞的频率，来分析rTgEfhc3诱导的免疫机制。

结果

基因缺失严重影响了弓形虫速殖子的增殖、出芽和侵袭能力，表明该蛋白在弓形虫的生物学过程中起着关键作用。进一步研究表明，重组TgEfhc3可作为亚单位疫苗用于小鼠模型，并能够部分抵御急性弓形虫感染。免疫接种可诱导高水平的抗弓形虫IgG及其亚类抗体，增强脾脏T淋巴细胞产生的Th1/Th2细胞因子（IL-4、IFN-γ、IL-10），并促进CD4? T细胞的增殖。这些免疫反应共同作用，显著延长了急性弓形虫感染后的存活时间。

结论

本研究发现TgEfhc3对弓形虫速殖子的生长和发育至关重要，为理解其感染机制提供了新的见解。鉴于其部分保护作用，TgEfhc3值得考虑作为未来弓形虫疫苗策略的组成部分。

图形摘要