一項新研究發現,感染一種常見的寄生蟲會嚴重擾亂中間宿主(可能包括人類)的大腦功能。
即使受影響的神經元數量相對較少,弓形蟲病(感染弓形蟲)也會嚴重幹擾神經元間的通訊。一項針對小鼠腦細胞的研究揭示了這一點,這些細胞一些在培養皿中培養,一些則從活體動物身上采集。
感染這種寄生蟲的神經元會釋放更少的細胞外囊泡 (EVs),這是一種由脂質結合的微小蛋白質、核酸和代謝物組成的小囊泡,是細胞間通訊的媒介。這一發現在關於弓形蟲病行為影響的爭論中具有重要意義。
“我們發現,EV 信號的這種中斷會幹擾神經元和神經膠質細胞,尤其是星形膠質細胞,維持健康大腦環境的方式,”加州大學河濱分校醫學院的寄生蟲免疫學家 Emma Wilson 說道。
即使隻有少量受感染的神經元,也能改變大腦的神經化學平衡。這表明,神經元與支持神經膠質細胞之間的通訊不僅至關重要,而且很容易被寄生蟲劫持。
弓形蟲是一種以導致宿主行為改變而聞名的寄生蟲,這種改變可能是好是壞。它喜歡找到一個細胞並寄居其中,而它最喜歡的細胞類型是神經元,需要穿過血腦屏障才能到達那裏。一旦進入細胞,這種原生動物就可以潛伏數十年,隻是待在裏麵。
它是地球上最成功的寄生蟲之一,幾乎沒有它無法入侵的溫血物種。然而,它隻能在貓體內繁殖;研究表明,受感染生物表現出的一些行為變化是為了增加它們與貓接觸的可能性,例如齧齒動物會突然想要尋找貓尿的氣味,而不是躲避它。
一些研究發現,此類行為操控的證據是間接的,我們無法最終將這些變化與弓形蟲聯係起來。對於人類來說,情況尤其複雜;行為本身就很複雜,很難將變化歸因於任何單一原因。
弓形蟲病對免疫功能低下的患者尤其危險。上圖顯示了艾滋病患者腦內的弓形蟲病變。(Ambrosioni 等人,《艾滋病百科全書》)
這項新研究並非基於行為,而是完全基於物理證據。研究人員用弓形蟲感染小鼠神經元,並仔細分析了胞外囊泡的產生和含量,並將其與健康、未感染神經元的胞外囊泡產生情況進行了比較。
他們發現,與健康神經元相比,不僅胞外囊泡的產生減少了,而且囊泡的含量也發生了改變。由於胞外囊泡的作用是在神經元和星形膠質細胞之間傳遞信息,這產生了連鎖反應:星形膠質細胞的基因表達也發生了改變,導致特異性免疫特征的產生增加,以及一種幫助清除腦內過量穀氨酸的轉運蛋白的減少。
過量的穀氨酸與癲癇和神經損傷等問題有關,而這些並發症是嚴重弓形蟲病的已知症狀。這表明我們可能低估了弓形蟲的影響。
“這種寄生蟲在神經係統和行為疾病中發揮的作用可能比我們之前認為的更大,”威爾遜說。
令人震驚的是,大量人類攜帶弓形蟲。這種疾病主要通過食用烹飪不當的食物(例如未煮熟的肉類)或接觸貓糞而感染。在世界某些地區,患病率高達80%;在美國,估計有10%到30%的人口感染弓形蟲。
大多數人永遠不會意識到自己體內的“神經搭便車”——弓形蟲,並會安然度過一生。但對某些人來說,尤其是嬰兒、老年人、免疫功能低下者和孕婦,感染弓形蟲可能會很危險。
最有效的預防措施是徹底煮熟肉類、清洗蔬菜,並在處理貓砂後仔細洗手。與此同時,像威爾遜這樣的研究或許能幫助我們更好地了解弓形蟲,並找到保護自己的方法。
“我們的大腦擁有內置的防禦機製,可以識別並應對被弓形蟲感染的神經元,”她說。“如果我們能夠學習如何支持或增強這一防禦機製,我們或許能夠更好地保護人們,尤其是最脆弱的人群。”
這項研究發表在《病原體》雜誌上。
https://www.sciencealert.com/cat-parasite-can-seriously-disrupt-brain-function-study-suggests