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大象鲸鱼和象龟为何不易得癌症科学家它们 [复制链接]

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  以往科学家认为,在所有条件相同的情况下,大型、长寿的动物患癌症的风险最高。理由很简单:当基因突变导致单个细胞分裂出错时,癌细胞就会生长。而随着年龄增长,体内可能累积越来越多失控的细胞。巨大的身体也是如此,因为拥有更多细胞的大型动物应该更频繁地患上癌症。


  但现实情况似乎并非如此——像大象、鲸鱼、加拉帕戈斯象龟等大型动物似乎从未得过癌症,这种现象已被称为“佩托悖论”(PetosParadox)。


  发表于《自然生态与进化》(NatureEcologyEvolution)杂志上一项研究报告显示,大象、鲸鱼、象龟的“无癌生活”可能有一个解释:它们都有一个额外的“基因副本”,可以发现细胞中的问题。


  为什么大型动物的字典里没有“癌症”两字?


  通常情况下,健康细胞遵循其DNA规定的特定指令,即细胞何时分裂、分裂多少次,以及何时最终以一种被称为“细胞凋亡”的受控方式杀死自己。然而,随着时间的推移,我们的细胞会逐渐积累突变,即由多种因素引起的DNA变化,例如环境(如紫外线损伤皮肤细胞时)或致病因素(如病*感染人体细胞时)。


  在每一种情况下,细胞的DNA都会发生微小的变化。一两个变化不会对细胞产生太大影响,但最终我们的身体会积累足够的突变导致疾病,在这种情况下是癌症。要使细胞癌变,关键基因必须发生突变。这些基因包括控制细胞分裂和细胞死亡的基因,以及允许免疫系统检测癌细胞的基因。


  动物有各种形状和大小,从只有几毫米宽的昆虫到已知最大可达30米的蓝鲸。尽管如此,决定动物有多大的并不是细胞的大小,而是细胞的数量。


  一只完全成长的老鼠大约有亿个细胞。虽然这似乎是一个很大的数字,但与人体中发现的37.2万亿个细胞相比,这还是相形见绌。反过来,对蓝鲸而言也是如此,蓝鲸拥有惊人的万亿个。


  由于动物变得更大,并且有越来越多的细胞,理论上会更容易患上癌症,因为实在有更具有变异潜力的细胞。但这不会发生,为什么会这样?科学家对此有多种解释,不过有一个共同的观点——大型动物身上常见的肿瘤抑制基因(TSG)在起作用。


  大象、加拉帕戈斯象龟、鲸鱼身上的“基因副本”!


  1.大象的“基因副本”——基因TP53和白血病抑制因子(LIF)。


  TP53所编码产生的p53蛋白质算是细胞里的“质检员”,对细胞基因的完整性进行严格检查和质量控制。在TP53的监视下,如果细胞发现一个特别严重的错误,细胞将被命令在一个称为“细胞凋亡”的过程中自杀。


  紧随TP53基因之后的是LIF——又被称为“僵尸基因”,对TP53做出反应——一种随机的、不可能的突变,将遗传垃圾转化为可行的机器。每当细胞的完整性受到损害时,TP53就招呼LIF过来,然后LIF6会产生一种蛋白质,攻击细胞的线粒体,使得变异细胞没有一丝逃脱的机会。就这样,在这两个基因合作之下,大象细胞的异常直接被抹除,从而减少癌症的发生。


  值得一提是,我们人类的基因组里只有一份(2个等位基因)TP53基因和一份LIF基因。而在非洲象体内,至少有20份的TP53基因、11份的LIF基因。


  2.鲸鱼不易患癌的关键也是TSG基因,但不是像大象那样安排两种特殊的基因负责检查和清除,而TSG的转换率,这似乎是进化赋予了较大的物种一些额外的保护。


  与其他哺乳动物相比,鲸类的TSG转换率(基因获得和损失)几乎高出2.4倍,尤其是须鲸更快。在须鲸中发现的TSG中的分子变异,加上更快的基因更新率,可能有利于它们抗癌抗性、巨型化和长寿等特殊特征的进化。简单来说,鲸鱼体内有可能出现癌细胞,但这些癌细胞还没有蔓延到威胁鲸鱼生命时,就被TSG用数量堆死了。


  3.加拉帕戈斯象龟是现存体型最大的陆龟之一、也是世上最长寿的脊椎动物之一。一般情况下,野外的加拉帕戈斯象龟的寿命超过年,而人类记录最长寿的加拉帕戈斯象龟是澳洲动物园里的“Harriet”,约岁,于年去世。


  科学研究发现,加拉帕戈斯象龟体内也存在TSG,其抗癌机制和大象相似,但更敏感。通常情况下,TSG所具备的功能会因衰老而降低,不过科学家在加拉帕戈斯象龟身上发现,它们受损蛋白质带来的压力非常敏感,一旦发现有细胞受损带来癌变风险,就立即摧毁。正所谓“宁可错杀一千,不可放过一个”,就是加拉帕戈斯象龟的防御机制。


  另外相比其他陆龟、海龟物种,加拉帕戈斯象龟体内存在更多的复制基因,这可能保护它们免受与衰老相关的疾病(如癌症)的侵害。


  我们在主动丢失可找出抗癌的线索!


  根据科学记录,地球上生命似乎都曾遭受过癌症的影响。2.4亿年前的一只罗氏祖龟化石显示它曾受骨癌所苦,万年前的97个鸭嘴龙化石有29个患上骨癌,万年前的鸟以及万年前的狼也是如此......


  象龟、鲸鱼和大象似乎离我们人类很远,但实际上,我们共享大部分DNA。地球上的每一种生命形式都是相互关联的:我们可能看起来不同,但彼此的生化和生理过程大体相同。同时大自然也用千万年的智慧告诉我们,鲸鱼和大象等动物在进化中战胜了癌症。换句话说,人类终结癌症的方法,可能就隐藏在这些大型动物的身上。


  可是种种报告无不在透露一个现象——我们现在正生活在一场生物大灭绝事件中:象龟濒临灭绝、鲸鱼暴瘦且频繁搁浅死亡、非洲象在人类重压下不长象牙......我们也正在失去能找出对抗癌症的宝贵线索。


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