弓形虫的新用途

涉及大脑的疾病都很难治，一个主要原因就是给药困难，因为大部分药物都是蛋白质，很难通过血脑屏障。即使少量蛋白质侥幸进入了大脑，也很容易被免疫系统降解，无法发挥药效。

科学家们很早就知道，人体细胞分泌的一种名叫外泌体（exosome）的纳米级囊泡可以顺利地通过血脑屏障，而且途中不会被免疫系统降解。但外泌体作为运输车有个致命的缺点，那就是它不会主动卸货，即把自身携带的蛋白质释放出来。这就相当于你把药送到了病人那里，病人却无法下咽，这显然是不行的。

韩国成均馆大学（Sungkyunkwan University）的科学家们发明了一套光裂解系统，解决了这个卸货难题。科学家们先把要运送的目标蛋白质和一个光敏蛋白质结合在一起，然后再把这个光敏蛋白质和外泌体表面的标记蛋白质相结合，形成了一个包含3种蛋白质的运送系统MAPLEX。当这个MAPLEX系统顺利地进入大脑之后，科学家们再用450纳米的光诱导光敏蛋白质发生裂解，从而把目标蛋白质释放出来。小鼠实验证明这套系统有效，相关论文发表在2024年8月7日出版的《科学·转化医学》（Science Translational Medicine）杂志上。

这个方法看似不错，但实在是太麻烦了，毕竟外泌体原本并不是干这个的。自然界有没有天然的蛋白质运输车呢？答案是肯定的，这就是弓形虫。养过猫的人应该都听说过弓形虫这个名字，这是一种以猫科动物为最终宿主的寄生虫，但包括人类在内的几乎所有的温血动物都可以成为它的中间宿主，帮助它向外扩散。

为了更快地感染猫，弓形虫会改变中间宿主的行为，比如让老鼠变得不再怕猫。为了实现这一目标，弓形虫学会了如何突破哺乳动物的血脑屏障。毕业于以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）的沙哈尔·布拉查（Shahar Bracha）博士突发奇想，决定尝试用弓形虫作为运输车，把目标蛋白质运进人类的大脑。

目前正在美国麻省理工学院做博士后研究的布拉查请教了几位弓形虫专家，发现这个想法起码在理论上是成立的，因为弓形虫天生具备向脑细胞注射蛋白质的能力。进一步研究显示，弓形虫是通过棒状体（rhoptry）和致密颗粒（dense granules）这两种特殊的细胞器完成蛋白质注射的。布拉查先试了棒状体，发现这种细胞器的运载能力有限，不怎么好用。

于是，布拉查又试了致密颗粒。她把一种名为MeCP2的蛋白质装载进弓形虫的致密颗粒之中，成功地把这种蛋白质引入了实验室培养的人类神经细胞内，证明用弓形虫做蛋白质载体的思路是可行的。这个MeCP2蛋白质与人类的神经发育有关，如果这个蛋白质发生变异，其结果就是患上雷特综合征（Rett syndrome），一种罕见的神经系统疾病。如果科学家们能够把正确的MeCP2蛋白质引入患者的脑神经细胞内，就能治好这种病。

接下来，布拉查又尝试把装载了目标蛋白质的弓形虫直接注射到小鼠的腹腔内，证明这种弓形虫能够顺利地通过血脑屏障进入小鼠的大脑，并在这一过程中躲过了小鼠的免疫系统。

布拉查将实验结果写成论文，发表在2024年7月29日出版的《自然·微生物学》（Nature Microbiology）杂志上。但布拉查并没有急于做人体试验，因为她必须首先设法消除弓形虫的致病性。已知至少有一半的地球人感染过弓形虫，但因此而得病的人非常少，说明弓形虫的致病性并不高，成功的概率还是相当大的，让我们拭目以待吧。 弓形虫