弓形虫GRA16蛋白通过增强自噬和抑制Tau蛋白过度磷酸化改善神经退行性病变的分子机制研究

本研究针对阿尔茨海默病(AD)中Tau蛋白异常磷酸化及神经炎症的关键病理特征，首次揭示弓形虫分泌蛋白GRA16通过上调PP2A-B55/PTEN通路抑制NF-κB/APOEε4信号轴，激活FOXO3A介导的自噬相关基因(ATG12/BNIP3/LC3等)表达，显著降低凝血酶诱导的HT-22海马神经元Tau(Ser202/Thr205/Ser422)位点过度磷酸化，为tauopathies治疗提供新型靶点。

　　

在神经退行性疾病研究领域，阿尔茨海默病(AD)犹如一座难以逾越的高山，其两大病理标志——β淀粉样蛋白斑块和神经纤维缠结(NFTs)始终困扰着科研人员。其中，由过度磷酸化Tau蛋白构成的NFTs更被视为认知功能衰退的直接推手。令人惊讶的是，这个困扰人类一个多世纪的难题，其破解线索竟可能来自一种微小寄生虫——弓形虫(Toxoplasma gondii)。

近期发表在《Scientific Reports》的研究中，首尔大学的研究团队独辟蹊径，利用弓形虫分泌的致密颗粒蛋白GRA16，在凝血酶诱导的HT-22海马神经元模型中取得突破性发现。研究人员通过构建稳定表达GRA16的神经元细胞系，结合qPCR、Western blot、免疫荧光和自噬流检测等技术，系统解析了GRA16调控Tau蛋白稳态的双重机制。

Thrombin诱导Tau过度磷酸化与自噬抑制
凝血酶处理使HT-22细胞Tau蛋白在Ser202/Thr205和Ser422位点的磷酸化水平分别激增5.34倍和3.7倍，同时激活NF-κB(p65 Ser536磷酸化)并上调APOE表达。这导致自噬关键调控因子FOXO3A被抑制，其下游靶基因ATG12、BNIP3、LC3表达降低，形成"过度磷酸化Tau-神经炎症-自噬受损"的恶性循环。

GRA16调控上游信号通路
GRA16显著上调蛋白磷酸酶PP2A-B55和PTEN(Ser380去磷酸化激活)，同时抑制糖原合成酶激酶GSK3β(通过Ser389磷酸化失活)。这种"双管齐下"的调控使Tau蛋白磷酸化/去磷酸化平衡向后者倾斜，为后续自噬清除创造条件。

NF-κB抑制与自噬激活
GRA16有效阻断NF-κB核转位，使APOE表达降低2.1倍，FOXO3A水平提升3.3倍。这重新激活了FOXO3A调控的自噬网络——包括直接靶基因ATG12/BNIP3/LC3，以及PTEN-PINK1-OPTN通路，自噬流强度较对照组增加58.7%。

自噬增强与Tau清除
在凝血酶刺激下，GRA16组细胞磷酸化Tau(AT8)荧光强度降至对照组的34%，Western blot显示Ser202/Thr205和Ser422位点磷酸化分别减少72%和65%。值得注意的是，这种保护作用伴随p21介导的细胞周期阻滞而非凋亡，暗示GRA16可能通过"细胞休眠"为自噬争取时间。

这项研究首次揭示寄生虫效应蛋白在神经保护中的独特价值：GRA16通过"去磷酸化增强"和"自噬激活"双重机制，打破AD中Tau病理的恶性循环。其创新性在于将寄生虫免疫逃逸机制转化为神经保护策略——弓形虫为在宿主脑内长期存活进化出的GRA16调控网络，恰好针对tauopathies的关键节点。该发现不仅为AD治疗提供新靶点，更启示我们：病原体与宿主亿万年的博弈中，或许隐藏着解决人类疾病的金钥匙。