我滴个龟龟！没想到龟还可以长成这样......
2024-11-13 272
不会衰老，不得癌症？神奇动物在这里！
来源：互联网
2024-11-13 00:06:01 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
作者：宋梦娇（中国科学院分子细胞科学卓越创新中心/生物化学与细胞生物学研究所）
文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）
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其实，不光在魔法界，自然界中也有不少的神奇动物，它们具有人类梦寐以求却求之不得的某些技能。
今天，我们要介绍的神奇动物就是没毛的裸鼹鼠。它真的能让所有人类嫉妒到落泪，因为它不光“不会衰老”，还具有不得癌症的技能！！！凭借着这项技能，裸鼹鼠还获得了2013年《科学》杂志“年度脊椎动物”的称号！
《科学》杂志刊登的年度脊椎动物：裸鼹鼠
图片来源：http://science.sciencemag.org/content/342/6165/1444
冈珀茨-麦克哈姆法则：裸鼹鼠是个例外
裸鼹鼠（Heterocephlus glaber）亦称沙鼠或沙漠鼹鼠，生活在非洲沙漠，通常被用于行为、神经和生理研究，是已知寿命最长的啮齿动物（最长寿命约为30岁）。
几乎所有哺乳动物的寿命都遵循冈珀茨-麦克哈姆法则（Gompertz-Makeham law），即在一定岁数后，死亡率会随着年龄增长呈指数型上升，比如人类在30岁之后每8年死亡风险翻一番。此外，哺乳动物的衰老还会伴随生殖能力的丧失。
然而，裸鼹鼠不一样。虽然裸鼹鼠在大于24岁（相当于人类80岁）时表现出与人类类似的衰老迹象，如视网膜变性和骨关节炎。但裸鼹鼠的死亡率并没有随着年龄上升而逐渐增加，并且直到死亡之前都具有高繁殖力，似乎并不符合传统意义上的衰老定义，可能仅仅是某些器官功能出了问题导致了病变和死亡。
裸鼹鼠（下）和小鼠（上）差不多大 图片来源：文献3
目前，在研究衰老领域里，公认的导致衰老的原因有端粒缩短、DNA损伤增加、氧化损伤、蛋白稳态丧失等。如果能够解决所有这些问题，离长寿甚至长生不老或许就不远了。然而，虽然已经有一些方法比如卡路里限制等，被认为有延长寿命的积极作用，科学家们依旧不能阻止癌症等衰老相关疾病的发生。
令人羡慕的是，裸鼹鼠几乎完美的避开了上面提到的所有可能导致衰老的坑！这或许就是它逃脱冈珀茨-麦克哈姆法则的秘密。下面我们就来看看裸鼹鼠都有哪些令人惊羡的特点！
低代谢——“生活所迫”
沙地下的裸鼹鼠 图片来源：网络
裸鼹鼠是极少数拥有如蜜蜂和蚂蚁一样真社会性的哺乳动物，所谓真社会性就是，一群裸鼹鼠中会有1只鼠后、1至3只繁殖后代的雄鼠，以及负责寻找食物、挖掘地道、保卫女王、照顾幼鼠的若干工鼠。
裸鼹鼠还是哺乳类动物当中唯一具备体温调节功能的冷血物种，它的基础代谢率几乎与爬行动物相当。恒温动物的优势在于生理活动基本不受外界温度变化所影响，但是同时要大量地摄入食物和氧气来不断产生热量，以弥补身体热量的散失。但是裸鼹鼠生活的地下环境氧气非常稀薄，沙漠中的食物主要是低能量而且还不好找的块茎。对于裸鼹鼠来说生活的条件太艰苦，要想当一个合格的恒温动物太难了，所以干脆进化成变温动物，尽量降低基础代谢率节省能量。
细致的组织分工和裸鼹鼠本身的低代谢率可以减少个体在食物短缺环境下的能量消耗，提高种群的成活率。而低代谢本身也是延长寿命的法宝，乌龟活得特别长就是因为它的代谢率非常低。
图中绿色区域为裸鼹鼠种群分布地 图片来源：网络
利用果糖——无惧氧化损伤
裸鼹鼠常年在地底缺氧环境生活，由氧气造成的氧化损伤本来就比陆地上生活的动物少。为了应对缺氧环境，裸鼹鼠进化出了抓氧能力超强的血红蛋白，科学家给它起了个外号——“黏黏血红蛋白”，即使在稀薄的氧气中依然能抓住氧气分子。
除此之外，裸鼹鼠还进化出了利用果糖作为能量供应的特殊应激能力，这是绝大多数动物都无法做到的。
虽然人类也会摄入包括果糖在内的各种糖原，但这些糖原需要转化成葡萄糖才能参与氧化代谢最终变成能量。人类在缺氧时只能通过将葡萄糖无氧酵解成乳酸来暂时顶一顶，这也是剧烈运动后肌肉酸痛的原因。可是无氧酵解的效率非常低，根本无法支持像大脑这样高度“耗能”的器官。然而裸鼹鼠却可以直接利用果糖进行无氧代谢，在缺氧十分钟后，裸鼹鼠身体主要器官的供能就从“葡萄糖模式”转换为“果糖模式”，虽然只能支撑十几分钟，但也足以让它挖个地道逃出生天。裸鼹鼠在完全无氧的环境里至少能撑18分钟依旧没影响，要知道人类大脑缺氧后就算不死也可能导致全身瘫痪。
防癌四大绝技——癌症？不存在的
目前科学家还没有发现一只患癌症的裸鼹鼠，这是为什么？
裸鼹鼠的基因组里有许多抑癌基因（如ARF基因），同时缺少与癌症发生相关的基因，从源头上就已经极大降低了癌症发生的概率。
癌症的发生与DNA突变和损伤有很大关系。生物细胞内的DNA受到损伤后，机体会启动修复程序，如果修复功能有缺陷可能造成细胞死亡或突变，损伤突变的细胞既不执行凋亡信号又无法被清除继而形成肿瘤。有研究发现，裸鼹鼠基因组里负责修复DNA的基因拷贝数较高，DNA损伤增加几乎不会发生在裸鼹鼠身上。
裸鼹鼠的细胞内还有大量帮助蛋白质正确折叠的分子伴侣蛋白，这些蛋白使得DNA在复制过程中几乎不会出错；也极大减少了产生错误的垃圾蛋白的概率，避开了蛋白稳态丧失这一可能导致细胞衰老和突变的情况。
此外，裸鼹鼠细胞会制造并释放出一种透明质酸(HMM-HA)，这种物质充盈在细胞外基质里，将细胞分隔开。人类和其他很多动物体内也有透明质酸，不同的是，裸鼹鼠的透明质酸分子尺寸是人的5倍左右，且裸鼹鼠体内分解透明质酸的酶很不活跃，使得它体内透明质酸的浓度特别高。这一技能本来是为了拥有一身灵活的皮肤以适应地穴生活，却意外的获得了抗癌的“超能力”——HA信号通路激发了接触抑制，一旦细胞过度拥挤便会停止分裂。当裸鼹鼠体内细胞排列过密时，它可以调整细胞分裂速度，杜绝癌细胞的大量增殖。
普通细胞接触抑制后停止分裂，癌细胞没有接触抑制形成肿瘤。 图片来源：网络
结语
裸鼹鼠与人类基因的相似性高达80%到93%，如果人类也能学会裸鼹鼠的技能：能实现机体自我修复，同时将癌症发病率控制在极低水平，那我们岂不是不用变成吸血鬼就能远离衰老和死亡，保持年轻状态~
想一想，还真是美滋滋啊！也难怪裸鼹鼠会成为实验室中的宠儿了！
参考文献：
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