弓形虫PPM3H磷酸酶调控寄生虫毒力并调节宿主免疫炎症反应的作用机制研究

本研究针对弓形虫(Toxoplasma gondii)毒力因子PPM3H磷酸酶的生物学功能展开深入探索。研究人员通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了ppm3h基因敲除(RH-PPM3H-KO)和替换(PRU-PPM3H-R)的弓形虫株系，结合小鼠感染模型和转录组分析发现：PPM3H通过上调宿主Cx3cl1、Ccl22等趋化因子表达，激活Jak-STAT和Th17等免疫通路，诱导过度的炎症反应导致免疫病理损伤，从而增强寄生虫毒力。该研究发表于《Veterinary Research》，首次揭示了PP2C家族磷酸酶通过"促炎"而非传统"免疫逃逸"机制调控弓形虫致病性的新范式。

　　

弓形虫(Toxoplasma gondii)是一种能感染所有温血动物的专性细胞内寄生虫，全球约三分之一人口血清阳性。虽然健康个体通常无症状，但对孕妇和免疫缺陷者可能致命。寄生虫通过分泌效应蛋白（如ROP18激酶）调控宿主细胞功能，但关于磷酸酶（如PP2C家族）在毒力中的作用知之甚少。尤其PPM3H（TGME49_201630）作为定位于棒状体(rhoptry)的磷酸酶，其生物学功能尚未阐明。这项研究正是要解答：PPM3H是否参与毒力调控？如何影响宿主免疫应答？

研究团队采用多学科技术手段：通过CRISPR/Cas9构建基因修饰虫株（包括RH背景敲除和PRU背景替换），建立BALB/c小鼠感染模型评估毒力变化，利用RNA-seq分析RAW264.7巨噬细胞转录组，结合WGCNA共表达网络挖掘关键互作基因。

PPM3H显著影响弓形虫毒力但不改变基本生物学特性

敲除ppm3h使RH株致死率从100%降至30%（图2A），而将RH源ppm3h导入低毒PRU株后，小鼠存活率显著降低。值得注意的是，体外实验显示PPM3H不影响寄生虫入侵（图2C）或复制（图B），表明其毒力调控独立于基础生命活动。

宿主免疫转录组的深度重塑

感染PRU-PPM3H-R株的巨噬细胞出现610个差异基因（476上调），主要富集于Jak-STAT、Th17分化等免疫通路（图3C）。关键趋化因子Ccl22、Cx3cl1表达上调（图4D），可招募T细胞、NK细胞等8类免疫细胞，这与血清IL-6、IL-17A升高（附加文件6）共同构成"细胞因子风暴"样反应。

共表达网络揭示新型互作机制

WGCNA分析发现47个宿主基因（如Il2rb、Tnfsf4）与ppm3h共表达（图5B），其互作蛋白涉及97个节点（图5C）。更引人注目的是，22个棒状体蛋白编码基因（包括毒力因子rop18、rop54）与ppm3h共调控（图6B），提示磷酸酶与激酶可能协同操纵宿主免疫。

这项研究突破性地发现：与传统毒力因子通过抑制免疫逃逸不同，PPM3H通过激活宿主过度炎症反应促进病理损伤。这种"促炎毒力"新机制为理解弓形虫致病多样性提供了新视角，PPM3H或成为抗弓形虫药物开发的新靶点。未来需进一步解析PPM3H的分泌机制及其底物特征，这将深化对寄生虫磷酸酶网络的认识。