진드기는 감염된 포유류 혈액에서 사이토카인을 인식하여 라임병을 유발하는 박테리아에 대한 방어를 촉발합니다.

메릴랜드 대학(University of Maryland) 팀이 이끄는 연구는 절지동물 기생충과 숙주 사이의 최초의 종간 신호 경로를 확인했으며, 여기서 숙주 동물의 혈액 분자가 기생충의 면역과 발달을 촉발합니다. 이 연구는 진드기가 박테리아에 감염된 생쥐의 피를 먹을 때 보렐리아 부르그도르페리, 라임병을 유발하는 마우스 면역 체계의 단백질은 진드기 세포 표면의 수용체에 결합하고 장기가 더 빠르게 발달하도록 신호를 보내 박테리아 자체가 진드기를 감염시키기 훨씬 전에 면역 반응을 생성합니다.

2023년 1월 13일 저널에 발표된 연구 과학, 라임병과 같은 감염의 확산을 방지하기 위한 항진드기 백신 또는 치료제의 잠재적 표적을 식별합니다. 이 발견은 또한 종 사이의 생체 분자 상호 의존성의 진화에 대한 중요하고 새로운 통찰력을 제공하고, 면역과 동물 발달의 통합과 모든 식물 및 동물 세포가 사용하는 고대 세포 신호 시스템 또는 경로의 적응성을 처음으로 강조합니다. 환경을 감지하고 대응하기 위해.

“보존된 세포 신호 전달 경로의 이러한 적응적 유연성은 놀랍습니다.”라고 이 연구의 수석 저자이자 College Park의 버지니아-메릴랜드 대학 수의과 교수인 Utpal Pal은 말했습니다. “스펀지에서 인간에 이르기까지 모든 것에 존재하는 이 경로가 매우 유연하여 리간드를 받아들이도록 적응할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다. [a binding molecule] 다른 먼 종에서. 모두가 가지고 있는 이 도구는 우리가 상상하지 못한 방식으로 사용되고 있습니다.”

이 발견은 다른 세포 신호 전달 경로가 다른 유기체에서 새로운 용도로 채택되었을 수 있으며 향후 탐색을 위해 무르익은 면역학 및 분자 생물학의 새로운 영역을 가리킨다는 것을 시사합니다.

Pal과 그의 동료들은 진드기 생물학에서 잘 이해되지 않는 분야인 진드기 면역을 조사하는 동안 발견했습니다. 그들의 초기 연구에서 진드기 면역 체계가 어떻게 진드기를 인식하는지 이해하고자 했습니다. 보렐리아 연구자들은 진드기에게 혈액 식사를 먹였습니다. 보렐리아-감염된 마우스 또는 감염되지 않은 마우스. 두 그룹을 비교한 결과, 그들은 감염된 혈액 식사가 일반적으로 세포 내부에서 에너지를 생성하는 진드기의 단백질을 활성화한다는 것을 발견했습니다. 이 단백질은 모든 다세포 유기체에 존재하는 JAK/STAT라는 단순한 신호 전달 경로와 관련이 있습니다.

모든 세포 신호 전달 경로와 마찬가지로 특정 분자는 환경에서 무언가를 감지한 다음 세포벽 외부의 수용체에 결합합니다. 이것은 특정 유전자를 켜거나 끄는 세포 내부의 일련의 반응을 시작하고 감지된 외부 자극에 대한 반응을 생성합니다.

JAK/STAT가 다음에 의해 트리거되었다고 가정합니다. 보렐리아 감염된 쥐의 혈액에서 연구원들은 박테리아를 분리하고 어떤 분자가 JAK/STAT 수용체와 결합하는지 확인하기 위해 진드기에 직접 주입했습니다. 놀랍게도 박테리아는 JAK/STAT를 활성화하지 않았습니다. 연구원들은 무엇을 했는지 알아보기 위해 보렐리아 감염된 생쥐의 혈액에서 박테리아를 제거하고 “깨끗한” 혈액을 진드기에게 먹였습니다. JAK/STAT 경로가 작동하기 시작했습니다.

연구자들은 진드기의 소화 시스템에 있는 단백질이 JAK/STAT 수용체 역할을 하고 있으며, 진드기와 같은 박테리아에 감염된 포유동물의 면역 체계에서 생성되는 사이토카인 단백질 인터페론과 결합하도록 진화했다는 사실을 발견했습니다. 보렐리아.

연구진은 또한 JAK/STAT 수용체와 경로가 감염된 혈액 식사에 의해 활성화되지 않더라도 정상적인 진드기 발달에 중요하다는 사실을 발견했습니다. Pal과 그의 동료들이 JAK/STAT에 대한 수용체를 생성하는 발현된 유전자를 파괴했을 때, 진드기는 변형된 다리, 구기 및 소화 시스템으로 성장했으며 더 이상 성장하기 위해 먹이를 공급하고 발달 주기를 완료할 수 없었습니다.

이러한 결과는 진드기에서 JAK/STAT 신호 전달 경로와 단백질 수용체가 발달과 면역성을 통합하도록 진화했음을 시사합니다. 박테리아는 감염된 숙주의 혈액에 있는 영양분을 놓고 진드기와 경쟁할 것이므로 진드기가 혈액 식사가 감염되었다는 신호를 받으면 빠르게 성장하는 것이 박테리아가 영양분을 얻기 전에 영양분을 소모하는 방법입니다. 실험실 실험은 진드기가 먹이를 먹었다는 데 동의합니다. 보렐리아-감염된 쥐의 혈액은 감염되지 않은 쥐의 혈액을 먹은 쥐보다 훨씬 빨리 발달했습니다.

“이 경로가 면역과 발달을 통합한다는 것을 이해하는 것은 진드기 매개 질병 전파를 예방하기 위한 잠재적인 전략에 중요한 의미가 있습니다.”라고 Pal은 말했습니다. “왜냐하면 경로를 삭제하면 기형 입틀이 있는 진드기가 질병을 섭식하거나 전염시킬 수 없기 때문입니다. 하지만 저에게 정말 흥미로운 것은 진드기의 면역 체계가 면역 체계를 사용하여 간접적으로 병원체를 감지하는 이런 종류의 조기 경보 시스템을 볼 수 있다는 것입니다. 병원체 자체가 아닌 숙주의 반응을 통해 자체 개발을 가속화합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230112155815.htm