NcROP2基因缺失通过调控寄生虫阶段分化与宿主免疫逃逸机制显著降低犬新孢子虫毒力

这篇研究通过CRISPR/Cas9技术构建犬新孢子虫（N. caninum）NcROP2基因敲除株（NcΔROP2），揭示了该毒力因子在调控寄生虫增殖、免疫逃逸及阶段转换中的关键作用。实验表明，NcΔROP2在孕鼠模型中显著降低垂直传播率与脑部寄生虫负荷，并通过转录组分析发现其促进缓殖子（bradyzoite）标记物表达和干扰素刺激基因（ISGs）上调。研究为开发抗新孢子虫病疫苗提供了新靶点。

　　

引言

犬新孢子虫（N. caninum）是导致牛新孢子虫病的主要病原体，其棒状体蛋白2（NcROP2）在宿主细胞入侵和纳虫空泡形成中起关键作用。本研究通过基因编辑技术探索NcROP2在寄生虫毒力调控中的分子机制。

方法

利用CRISPR/Cas9系统构建NcROP2敲除株（NcΔROP2）及回补株（NcΔROP2::ROP2）。通过孕鼠模型评估毒力表型，结合牛单核巨噬细胞（BMDMs）感染实验分析增殖动力学。采用双RNA-seq技术解析宿主与寄生虫转录组互作，并通过功能实验验证干扰素-γ（IFN-γ）敏感性和缓殖子转化能力。

结果

NcROP2敲除显著减弱寄生虫毒力

在孕鼠模型中，NcΔROP2感染组子代存活率提高33%，脑部寄生虫负荷降低，且母鼠临床症状评分显著低于野生型（Nc-Spain7）。回补株表型恢复证实NcROP2的毒力贡献。

增殖缺陷与免疫逃逸机制改变

BMDMs感染实验显示，NcΔROP2在感染后期（60小时）增殖速率显著下降，且细胞内降解现象增加。转录组分析发现：

1. 宿主层面：NcΔROP2感染组干扰素相关通路（如ISGs）激活更强，包括GBP1、MX1等基因上调；

2. 寄生虫层面：缓殖子标记基因（如NcSag4）和应激相关基因（如RON2L1）表达升高，提示阶段转换倾向。

功能验证揭示独特表型

• IFN-γ抵抗性：NcΔROP2在感染后期（60小时）对IFN-γ抑制的敏感性降低30%；

• 缓殖子转化增强：钠硝普钠（SNP）诱导下，NcΔROP2的NcSag4表达较野生型提高2倍。

讨论

NcROP2通过双重机制调控毒力：

1. 直接作用：促进裂殖体（tachyzoite）增殖与宿主细胞逸出；

2. 免疫调节：抑制ISGs表达以逃逸宿主防御。其缺失导致寄生虫转向缓殖子状态，形成"代谢休眠"适应策略。该研究为理解顶复门寄生虫致病机制提供了新视角，并提示NcROP2可作为疫苗设计的候选靶标。