据估计，全世界30%的人口遭受刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)慢性感染。大多数人感染后没有表现出明显的症状，但是对那些免疫系统受到抑制的人们(如接受癌症治疗的病人，或者HIV感染者)而言，这种感染可以是威胁生命的。孕妇也能够将感染传播给她们未出生的孩子，从而让这些婴儿处于患有严重神经疾病的风险之中。
众所周知，弓形虫能够影响大脑，甚至影响其宿主的行为。但是科学家们对这种寄生虫如何精确地穿过血脑屏障一直存在争论。血脑屏障是一种旨在阻止病原体进入大脑之中的物理屏障。
如今，在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学等几个机构的研究人员发现这种寄生虫穿过血脑屏障的途径。利用一种强大的能够追踪寄生虫在活组织中存在和运动的成像技术，研究人员发现弓形虫感染大脑中位于血管内壁的内皮细胞，并在这些细胞内繁殖，然后继续移动并侵入中枢神经系统。通过可视化观察弓形虫进入大脑的途径，这项研究有助于人们开发在给机体产生严重损伤之前最有效地抵抗这种病原体的治疗策略。相关研究结果于2016年2月15日在线发表在Nature Microbiology期刊上，论文标题为“Endothelial cells are a replicative niche for entry of Toxoplasma gondii to the central nervous”。论文通信作者为宾夕法尼亚大学兽医学院的Christopher Hunter教授。
科学家们已提出不同的观点来解释弓形虫如何侵入大脑。一些人认为这种寄生虫在血脑屏障细胞之间挤入，而另一些人则认为它直接穿过一种细胞进入。还有一种观点就是特洛伊木马假设，即这种寄生虫潜藏在一种被感染的宿主细胞中，搭载这种细胞穿过血脑屏障。
在这项研究中，论文第一作者、Hunter实验室博士后研究员Christoph Konradt利用宾夕法尼亚大学的多光子显微镜—能够观察活组织深处同时又不伤害组织本身—试图实时观察这种寄生虫的入侵过程。为此，他们培育出在其内皮细胞表达绿色荧光蛋白的小鼠，然后让经过基因改造能够表达红色荧光蛋白的弓形虫感染这些小鼠。
一周之后，他们观察到小鼠大脑中的内皮细胞被弓形虫感染，而且还观察到这种寄生虫在这些细胞内部繁殖。感染两周后，他们观察到这种寄生虫出现在这些内皮细胞附近的大脑组织中。
在进一步的实验中，他们能够可视化观察弓形虫从被感染的内皮细胞中释放出来，因而将它带入大脑中。
研究人员也想再研究一下这种特洛伊木马假设以便观察是否与这种理论提出的那样，被感染的单核细胞可能负责携带弓形虫进入大脑。为了验证这点，研究人员先利用一种经过基因改造可表达红色荧光蛋白但不能繁殖的弓形虫感染单核细胞，然后将这些细胞植入小鼠体内。如果单核细胞确实扮演着特洛伊木马的角色，那么就能够期待观察到这种寄生虫破坏血脑屏障。但是，研究人员只在血管内观察到被感染的单核细胞，这就表明这些细胞不能穿过血脑屏障。
为了进一步阐明弓形虫感染和在全身传播的机制，研究人员专门研究了游离的弓形虫，即这些寄生虫还未感染宿主细胞，或者未被宿主细胞吞噬。
研究人员吃惊地发现很大一部分弓形虫—大约占小鼠全身弓形虫总载量的三分之一—作为游离的寄生虫存在于血液中。他们原本认为血液中只存在少量的弓形虫。不过他们认为还没有人完全理解如此多的游离弓形虫能够感染血管中的其他细胞。
然而，这种游离弓形虫的存在只是暂时的。在感染10天后，大多数小鼠的血液中就没有游离的弓形虫。
Hunter说，“从治疗角度来看，这意味着如果孕妇首次感染弓形虫，那么在这种寄生虫穿过胎盘和影响胎儿之前只存在非常短的时间。这就告诉我们在这么短的时间内靶向血液中的弓形虫可能非常有效地阻止它的先天性传播。”
最后，为了观察弓形虫是否能够直接从血液侵入大脑，研究人员让正常的弓形虫和不能繁殖的弓形虫突变体同时感染小鼠，其中正常的弓形虫和弓形虫突变体分别表达不同颜色的荧光蛋白。他们随后证实只有正常的能够繁殖的弓形虫才能侵入功能性的大脑组织。
这就证实为了从血液中扩散到其他组织，弓形虫不得不繁殖。这也可能意味着阻断弓形虫繁殖的药物可能有效地阻止它的传播。
来源：生物谷
