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隨著年齡增長(zhǎng),人類更容易患上癌癥和其他疾病。然而,生活在北冰洋海域的“常駐居民”——弓頭鯨(
Balaena mysticetus),卻能活到超過(guò)200歲,并且 它們幾乎不出現(xiàn)那些困擾著其他動(dòng)物(包括人類)的與年齡相關(guān)的疾病。
作為地球上體型第二大的動(dòng)物(約80噸以上),弓頭鯨是如何在數(shù)百年間保持健康的?它們的生物學(xué)特征是否也能為人類延長(zhǎng)壽命提供啟示?
一項(xiàng)新發(fā)表于《自然》雜志的研究可能找到了部分答案:在弓頭鯨體內(nèi),一種名為CIRBP的蛋白質(zhì)水平遠(yuǎn)高于其他哺乳動(dòng)物,這種蛋白質(zhì)在修復(fù)一種名為DNA雙鏈斷裂的基因損傷中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,而基因損傷會(huì)導(dǎo)致包括人類在內(nèi)的多種物種患病并縮短壽命。
癌癥悖論
癌癥的“多階段模型”是一個(gè)廣為接受的理論框架,它指出正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞的過(guò)程并不是一蹴而就的,而是源于多個(gè)基因突變,或者說(shuō)“腫瘤命中”,在負(fù)責(zé)細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂和DNA修復(fù)的關(guān)鍵基因中不斷累積。
遺傳基因、受影響的組織類型以及環(huán)境暴露等因素,都會(huì)影響癌癥出現(xiàn)所需的命中次數(shù)。大多數(shù)人類癌癥是在細(xì)胞累計(jì)了5到7次腫瘤命中后才發(fā)生的。
按照多階段模型,人們傾向于認(rèn)為,體型更大、細(xì)胞更多且壽命更長(zhǎng)的動(dòng)物,應(yīng)積累更多腫瘤命中,因此患癌風(fēng)險(xiǎn)更高。但科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn),情況并非如此:與小型動(dòng)物相比,大型物種的癌癥發(fā)病率并不更高,盡管它們體內(nèi)的細(xì)胞數(shù)量更多、分裂次數(shù)也更多。
這種矛盾的現(xiàn)象被稱為皮托悖論。這一現(xiàn)象暗示著,一些大型物種,如大象和鯨類,必然進(jìn)化出了額外的機(jī)制來(lái)預(yù)防或修復(fù)致癌突變。然而,這些機(jī)制究竟是什么,多年來(lái)一直困擾著科學(xué)界。
更少的腫瘤命中次數(shù)
在新的研究中,為了理解弓頭鯨的抗癌機(jī)制,研究人員獲得了一些從弓頭鯨身上收集的組織樣本,并對(duì)其中的部分細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了培養(yǎng)。
研究人員原本假設(shè),弓頭鯨可能需要6到7次腫瘤命中才能致癌,因而抗癌能力更強(qiáng)。但當(dāng)他們對(duì)弓頭鯨的皮膚成纖維細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化(變成癌細(xì)胞)所需的腫瘤命中次數(shù)進(jìn)行測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn),弓頭鯨所需的腫瘤命中實(shí)際上比人類更少。
事實(shí)上,這些致癌突變?cè)诠^鯨體內(nèi)本來(lái)就不太容易發(fā)生。與人類細(xì)胞相比,弓頭鯨的細(xì)胞在修復(fù)受損DNA方面更為高效,且突變發(fā)生率也更低。
CIRBP:DNA修復(fù)蛋白
接著,研究團(tuán)隊(duì)將基因組數(shù)據(jù)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,對(duì)從弓頭鯨組織中獲取的細(xì)胞進(jìn)行研究,并分析了參與DNA修復(fù)的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn),弓頭鯨體內(nèi)的多種DNA修復(fù)蛋白含量都高于其他哺乳動(dòng)物,且以CIRBP尤為突出。
為了進(jìn)一步確認(rèn)CIRBP的功能,研究團(tuán)隊(duì)將弓頭鯨的CIRBP引入人類細(xì)胞培養(yǎng)物和果蠅細(xì)胞中。結(jié)果顯示,這兩類細(xì)胞的DNA修復(fù)能力均得到提升;果蠅的壽命甚至因此得到了延長(zhǎng)。
此外,他們還發(fā)現(xiàn)了CIRBP的另一個(gè)有趣特性:CIRBP會(huì)在寒冷環(huán)境下(正如弓頭鯨生活的冰冷海域)被激活,只需將溫度降低幾攝氏度,細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生更多的CIRBP蛋白。
人類能否受益?
這樣的研究結(jié)果為人類未來(lái)如何增強(qiáng)DNA修復(fù)能力、更有效抵御癌癥、減緩衰老影響提供了新的線索。
目前,研究團(tuán)隊(duì)正考慮用多種方式來(lái)提升人體內(nèi)CIRBP 的水平,而其中一些方法可能與人們的日常習(xí)慣有關(guān),例如增強(qiáng)人體自身的CIRBP活性、外源性地補(bǔ)充更多這種蛋白,以及洗冷水澡。
不過(guò),這些想法仍停留在假設(shè)階段。研究人員警示,現(xiàn)在斷言這些方法能否在人類身上奏效還為時(shí)過(guò)早,目前尚不清楚CIRBP的機(jī)制是否也能有益于人類。
盡管如此,這項(xiàng)研究仍通過(guò)分析唯一比人類壽命更長(zhǎng)的溫血哺乳動(dòng)物,揭示了實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)壽命的機(jī)制,強(qiáng)調(diào)了基因組穩(wěn)定性對(duì)于長(zhǎng)壽的重要性,展示了生命有可能突破一般人類的壽命上限。
#參考來(lái)源:
https://www.rochester.edu/newscenter/cirbp-protein-mammalian-longevity-bowhead-whales-674682/
https://www.nature.com/articles/d41586-025-03511-9
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09694-5
https://www.science.org/content/article/how-some-whales-live-more-200-years
#圖片來(lái)源:
封面圖&首圖:Vicki Beaver, Alaska Fisheries Science Center, NOAA FIsheries, Marine Mammal Permit via Wikipedia
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