トキソプラズマ寄生虫が宿主の脳細胞を操作して生存する仕組み

猫の糞便などの接触を通して人間に感染するトキソプラズマという寄生虫がいます。
トキソプラズマ寄生虫が、宿主の脳細胞を操作して生存する仕組みが発見されました。

WEHI researchers have discovered how dormant Toxoplasma parasites in the brain manipulate their host cells to ensure their own survival.

参照元：https://www.wehi.edu.au/news/toxoplasma-parasites-manipulate-brain-cells-survive
– ウォルター・アンド・イライザ・ホール研究所 Walter and Eliza Hall Institute. 21 December 2021 –

富士重工業は、脳内に寄生するトキソプラズマが、自らの生存を確保するために宿主細胞を操作する方法を発見しました。

この寄生虫は、神経細胞（脳細胞）や筋肉細胞の中で、免疫系に警告を発する機能を停止させるタンパク質を放出することにより、発見されずに休眠することができることを明らかにしました。

WEHIのアドバンストゲノミクス施設とダイナミックイメージングセンターの専門知識と技術により、寄生虫をリアルタイムで可視化することができました。

今回の発見により、トキソプラズマが脳に潜伏する仕組みや、寄生虫が再活性化して病気を引き起こすきっかけについて、より深く理解することができました。

この発見は、慢性的なトキソプラズマ症に感染している患者を治療するための新しい創薬ターゲットへの道を開く可能性があります。

この研究は、WEHIのシモナ・セイゾバ博士、博士課程学生のウシュマ・ルパレルさん、クリス・トンキン准教授らが主導し、学術誌『Cell Host & Microbe』に掲載されました。

概要

トキソプラズマ・ゴンディ（Toxoplasma gondii）の休眠中の寄生虫が、脳の宿主細胞を操作して自らの生存を促す仕組みを発見しました。

研究チームは、休眠状態の寄生体（ブラディゾイトと呼ばれる）が、感染した宿主細胞の免疫シグナルを不活性化するタンパク質を輸出して、発見されずに隠れていることを明らかにしました。

この発見は、慢性的なトキソプラズマ症に対する新しい治療法への道を開く可能性があります。

トキソプラズマ症は、ヒトをはじめとする哺乳類に寄生する感染症である。加熱が不十分な肉や汚染された肉を食べたり、感染した猫の糞便に触れたりすることで発症します。

オーストラリア人のおよそ5人に1人が、トキソプラズマ症の原因となる寄生虫、トキソプラズマ・ゴンジに感染しています。

トキソプラズマに感染すると、胎児に先天性欠損症、失明、神経機能障害などを引き起こす可能性があります。免疫不全の成人では、失明や死亡の原因になることもあります。

博士課程の学生であるUshma Ruparelによれば、トキソプラズマの寄生体は宿主動物の脳内でしばしば休眠状態にあり、そこで再活性化して深刻な病気を引き起こす可能性があるとのことです。

Ruparel研究員は話します。

「トキソプラズマは、免疫系に発見されないように、自分自身の分子やタンパク質を作って宿主細胞内に排出することが分かっています。しかし、トキソプラズマが休眠状態の宿主細胞をどのように乗っ取るのかは不明でした。」

「ゲノミクスと高度なイメージングに精通した同僚と一緒に、我々は、寄生虫が、免疫シグナルを抑制するために、STAT1転写阻害（IST）と呼ばれるタンパク質を宿主細胞へ輸出していることを明らかにしました。」

トンキン准教授は、ISTが、ブラジゾイトのインターフェロンシグナルを制限して、トキソプラズマに対する身体の戦いに不可欠な、免疫介在性細胞死から宿主細胞を守るために、重要な役割を担っていると語っています。

「インターフェロンは、免疫系の標識分子です。それは、身体がトキソプラズマを含むさまざまな病気に感染したことを免疫系に知らせるために、点滅するサインを発します。」

「インターフェロンは病気と闘う上で非常に重要です。しかし、狡猾な寄生虫は潜伏期間中にこのシグナルを消そうとします。免疫系が体内から感染を排除しようとする一方で、寄生虫は生き残ることしか考えていないのです。つまり、本質的には綱引きであり、分子戦なのです」。

神経疾患との関連

なぜ、どのように病原体が再活性化して病気を作り出すのか、その正確なメカニズムはほとんどわかっていませんが、免疫不全の人と脳病変には相関関係があるようです。

過去10年間におけるトキソプラズマと精神神経疾患との関連は、この病気のもう一つの不思議な要素であるとトンキン准教授は話します。

「トキソプラズマ感染と統合失調症、双極性障害、アルツハイマー病などの神経変性疾患との間には相関関係がありますが、因果関係はまだ分かっていません。」

「この寄生虫が慢性感染時に私たちの脳に住み着き、自然免疫系をシャットダウンして生き延びる方法は、極めてユニークです。」

「この研究はすべて実験室で行われましたが、これらの病原体がどのように私たちの神経回路に干渉し、正確な役割は何なのかという古くからの疑問の解明に近づくための基礎を築くものです。」

「私たちの次のステップは、これらの変化を慢性感染症に本当に特有なものにするのは何なのかを解明することです。役割を持つと思われるある特定の寄生虫タンパク質を見つけましたが、それが全ての変化を説明するわけではないようで、他にないかどうかを探りたいのです。」

重要な健康負担への取り組み

今回の研究成果により、病原体が潜伏するための分子的な役割が解明され始め、寄生虫が脳に与える影響についてより深く理解する道が開かれる可能性があります。

トンキン准教授は、潜伏感染症は世界的に見ても最大の健康被害の一つであると述べています。

「HIV、肝炎、マラリア、結核などの病気はすべて、慢性あるいは潜伏性の感染症で、重大な疾病、身体障害、経済的影響を引き起こす例です。もし、これらの潜在的な感染症が再活性化する原因や、細胞や脳に対する感染症の制御を理解できれば、世界中の最も恵まれない人々の負担を軽減する新しい治療法を見つける道筋が見えてくるはずです。」

この研究は、オーストラリア国立保健医療研究評議会、デビッド・ウィンストン・ターナー基金、ビクトリア州政府の支援を受けて行われました。

動画： https://youtu.be/tPqcdcez08k