马里兰大学的一个研究小组发现了宿主和节肢动物寄生虫之间的第一条种间信号通路。该途径涉及宿主血液中的分子触发寄生虫的免疫力和发展。该研究表明，当蜱虫吸食感染了莱姆病致病菌Borrelia burgdorferi的小鼠的血液时，来自小鼠免疫系统的一种蛋白质激活了蜱虫细胞上的受体，发出信号使蜱虫的器官更快地发育，并在细菌能够感染蜱虫之前产生免疫反应。
该研究最近发表在《科学》杂志上，确定了抗蜱虫疫苗或治疗方法的潜在目标，以防止莱姆病等感染的传播。这些发现还为物种间生物分子相互依赖关系的进化提供了重要的新见解，并首次强调了免疫和动物发育的整合，以及所有植物和动物细胞用于感知和应对环境的古老细胞信号系统或途径的适应性。
这项研究的资深作者、弗吉尼亚-马里兰大学帕克分校兽医学院教授Utpal Pal说：”一个保守的细胞信号通路的这种适应性灵活性令人惊讶。从海绵到人类都存在的这一途径是如此灵活，它可以适应接受来自另一个遥远物种的配体[结合分子]，这很了不起。这种每个人都有的工具正在以一种我们没有想象到的方式被使用。”
右边是一个身体正常的对照组蜱虫。在左边的蛹中，触发JAK/STAT途径受体的蛋白质DOME-1被敲除，导致发育缺陷，如异常和肿胀的身体，半透明的腹部有未消化的血食，不等长或不成熟的腿，以及畸形的口器。
这一发现表明，其他细胞信号通路可能已被调整为其他生物的新用途，并指出免疫学和分子生物学的一个新领域已经成熟，可供未来探索。
帕尔和他的同事们在调查蜱虫免疫时做出了这一发现，这是蜱虫生物学中一个不为人知的领域。在他们最初的研究中，为了寻求了解蜱虫免疫系统如何识别鲍瑞氏菌，研究人员给蜱虫喂食了感染鲍瑞氏菌的老鼠或未感染的老鼠的血食。对比两组研究结果，他们发现受感染的血餐激活了蜱虫体内的一种蛋白质，这种蛋白质通常在细胞内产生能量。该蛋白与一种叫做JAK/STAT的简单信号通路有关，该通路存在于所有多细胞生物中。
正如在所有的细胞信号通路中，一个特定的分子感觉到环境中的某些东西，然后与细胞壁外部的受体结合。这在细胞内引发了一连串的反应，使一个特定的基因打开或关闭，并对感受到的任何外部刺激产生反应。
假设JAK/STAT是由受感染的小鼠血液中的鲍瑞氏菌触发的，研究人员分离了该细菌并将其直接注射到蜱虫体内，以观察哪些分子与JAK/STAT受体结合。令人惊讶的是，这些细菌并没有激活JAK/STAT。为了弄清楚是什么在起作用，研究人员从受感染小鼠的血液中清除了鲍瑞氏菌，并将”干净”的血液喂给蜱虫。JAK/STAT途径开始行动了。
研究人员发现，蜱虫消化系统中的一种蛋白质充当了JAK/STAT受体，并且它已经进化为与细胞因子蛋白质干扰素结合，而干扰素是由感染了像鲍瑞氏菌这样的细菌的哺乳动物的免疫系统产生的。
研究人员还发现，JAK/STAT受体和通路对蜱虫的正常发育很重要，即使该通路没有被感染的血激活。当Pal和他的同事敲除了产生JAK/STAT受体的表达基因时，蜱虫长出了畸形的腿、口器和消化系统，并且无法进食和完成发育周期以进一步成长。
这些结果表明，在蜱虫中，JAK/STAT信号传导途径以及蛋白质受体已经进化到将免疫与发育结合起来。细菌会与蜱虫竞争受感染宿主血液中的营养物质，因此当蜱虫得到血被感染的信号时，快速生长是在细菌得到这些营养物质之前用掉这些营养物质的一种方式。实验室的实验证实，以感染鲍瑞氏菌的小鼠血液为食的蜱虫比以未感染的小鼠血液为食的蜱虫发育得更快。
了解这一途径整合了免疫和发育，对预防蜱虫病传播的潜在战略有重要意义，如果设法删除该途径，具有畸形口器的蜱虫就不能进食或传播疾病。但真正让感到兴奋的是，这种预警系统，即蜱虫的免疫系统利用其宿主的免疫反应而不是病原体本身来间接检测病原体，加速自身的发育。
