Hot News / 热点新闻
2019 - 03 - 15
点击次数: 0
基因组的遗传信息得以表达,首先需要 RNA polymerase (RNAP) 以 DNA 为模板合成 RNA。基因转录不仅是基因表达第一步,还是基因表达的主要调控步骤。对 RNAP 分子机器结构、运行机理以及调控机制的研究能够回答基因表达调控的基础生物学问题。在转录起始阶段,细菌的 RNAP 与转录起始σ因子形成复合物,依次执行启动子双链 DNA 的识别、解链以及 RNA 起始合成等关键步骤。细...
2019 - 03 - 08
点击次数: 0
1 月 28 日,国际学术期刊 Circulation Research 在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所宗耕课题组与哈佛大学公共卫生学院营养系合作的最新研究成果 “Associations of Monounsaturated Fatty Acids from Plant and Animal Sources with Total and Cause-Specific Mortality...
010-62929079
—————服务热线
xiej@lightace.com.cn
电话号码:010-62929079
图文传真:010-62929277
北京市海淀区安宁庄东路23号银燕大厦D区二层201室
我们的工作时间
周一至周五:8:30-17:30

这种难看的动物,将为人类找到长寿之道?

日期: 2018-02-28
64

这种难看的动物,将为人类找到长寿之道? 

在一种相貌甚至有些丑陋的啮齿类动物身上,我们几乎看不见癌症、衰老的踪影。 

 

这种没有长毛、满身褶皱的啮齿动物就是裸鼹鼠,它们主要生活在非洲东部的沙漠地带。裸鼹鼠是哺乳动物中,仅有的两种真社会性(Eusociality)动物之一(另一类是达马拉兰鼹鼠):它们具有高度组织化的社会结构,与蜜蜂类似,群落由唯一的裸鼹鼠女王和几只雄裸鼹鼠履行繁殖使命,底层裸鼹鼠没有生殖能力,沦为工鼠。

 

这种相貌奇特、丑陋中透露着一丝萌感的小动物,有着比外形更为独特的生物学特征。在无氧条件下,它们可以转而代谢果糖,从而在无氧条件下能存活18分钟之久;由于看似微小的突变,它们失去了部分痛觉;雄性裸鼹鼠的精子质量很差,却依然能顺利繁衍。而它们最令人惊叹的特征,则是几乎不得癌症,并且可能从不衰老。

 

永不衰老?

 

一般而言,啮齿动物的预期寿命,与其体积大小呈正相关。例如,仓鼠一般寿命为2~3年,普通的小鼠寿命不超过4年,松鼠为5~10年。根据这一规律,裸鼹鼠的寿命应在6年左右。但裸鼹鼠的真实寿命着实令人震惊:在圈养条件下,它们可以存活30年以上,远超同类;在野外环境中,裸鼹鼠也能生存17年。

 

裸鼹鼠的长寿之谜吸引了众多科学家的关注,生物学家Rochelle Buffenstein就是其中一员。Buffenstein任职于谷歌旗下的Calico生物技术公司,该公司主要研究癌症与衰老,而裸鼹鼠自然成了Buffenstein的研究对象。Buffenstein研究这类小动物已经超过30年,毫不夸张地说,她一生都在收集数据。她先后记录了3000多只裸鼹鼠的出生日期和死亡时间,以及是否因为实验而死亡、是否转送给了其他研究人员。

 

在研究过程中,Buffenstein发现了令人震惊的结论:裸鼹鼠的生长与预测哺乳动物死亡率的冈珀茨(Gompertz)模型相悖。

 

1825年,英国数学家Benjamin Gompertz发现,哺乳动物死亡的风险随着年龄呈指数增长。以我们人类为例,到达30岁后,人类的死亡率每8年提高大约一倍。这项符合衰老趋势的冈珀茨模型几乎适用于哺乳动物,但Buffenstein发现,裸鼹鼠是个例外。裸鼹鼠在6个月大时性成熟,在此之后,它们余生中每一天的死亡率都稳定在万分之一附近。随着年龄增长,其死亡率非但没有出现指数增长,反而有所下降。如果说90岁老人的死亡风险低于30岁的青年人,这显然荒谬无比;但在裸鼹鼠身上,这或许就是事实。

 

此前的研究发现,裸鼹鼠的DNA修复能力极强,且伴侣蛋白(chaperones)含量高,这种蛋白能避免其他蛋白出现折叠错误。Buffenstein认为,这可能是裸鼹鼠不会随年龄增长而出现身体机能退化的关键:“与其他动物不断积累错误不同,这种动物能一直保持‘房屋’的干净与整洁。”

 

南加州大学的生物学家Caleb Finch则提出了不同的看法,他认为Buffenstein的结论存在过度解读。Finch指出,由于大多数裸鼹鼠都死于实验目的而无法存活至自然死亡,或是被转移至其他实验室,上述研究中年龄在15岁以上的裸鼹鼠只有不到50只(目前Buffenstein实验室中裸鼹鼠的最大年龄是35岁)。Finch认为,需要更多、更年老的裸鼹鼠来确定结论的正确性。但Buffenstein认为,裸鼹鼠的衰老与典型的哺乳动物衰老模型都不同,她的数据足够具有代表性。

 

利物浦大学的老年病学家João Pedro De Magalhães则认为,现在断定裸鼹鼠不会衰老还为时过早。一种可能性是,裸鼹鼠也会衰老,只是其衰老开始的时间远迟于其他哺乳动物。德国莱布尼兹研究院衰老研究所的生物学家Matthias Platzer也提出类似的问题,他认为裸鼹鼠20或30岁时身体上的变化,是解决这个问题的关键。“也许衰老发生得非常快,以至于Buffenstein难以收集到这类数据。”

 

与癌症绝缘

 

裸鼹鼠是否能避免衰老还有待确认,而它们另一项令人类羡慕的机能——几乎不患癌症,则已经得到证实。在此前的一项研究中,罗切斯特大学的分子和细胞生物学家Vera Gorbunova找出了裸鼹鼠不得癌症的分子机制。

 

在这项发表于Nature的研究中,Gorbunova和同事将裸鼹鼠细胞放置在培养皿中,他们发现这些细胞彼此不会聚集在一起,且随着时间增加,培养皿中的内容物变得愈加粘稠。这种细胞接触后生长被阻止的过程叫做接触抑制,是一种癌细胞缺少的强大的抗癌机制。而在去除粘性物质后,细胞开始聚集成团块,这意味着,这时的裸鼹鼠细胞具备了形成肿瘤的潜能,而那些粘性分泌物,很可能正是裸鼹鼠抑制肿瘤的关键。

 

进一步的研究显示,这些粘性物质是细胞生成的透明质酸(hyaluronan)。透明质酸存在于所有动物中,是皮肤和软骨的重要组分。而裸鼹鼠体内透明质酸的含量更高,其分子大小也是小鼠、大鼠、人体中的5倍。这是由于裸鼹鼠体内分解透明质酸的酶活性较低,因此高分子透明质酸得以积累。在随后的研究中,他们用导致小鼠患癌的病毒蛋白刺激裸鼹鼠的细胞后,并没有观察到裸鼹鼠细胞的疯狂生长。当他们抑制透明质酸的产生或提高分解酶的活性时,肿瘤开始形成。研究者怀疑,高浓度的透明质酸或许一直都在抑制细胞快速分裂、防止细胞过剩,抑制癌细胞的生长和扩散,从而起到抗癌的作用。

 

加利福尼亚大学旧金山分校的癌症生物学家Carlo Maley称,如果我们能增加人体中透明质酸的含量,或是减少酶对透明质酸的分解,或许能找到抑制癌症的方法。在他看来,下一步的研究,需要将裸鼹鼠体内与透明质酸相关的基因导入小鼠体内,从而观察这些转基因小鼠能否抵御癌症。

 

纵使裸鼹鼠与癌症绝缘,也不会出现其他慢性疾病,如糖尿病、阿尔茨海默病,甚至可能不会出现衰老,但它们最终也会走向死亡。那么,裸鼹鼠真正的死因都是什么呢?在野外环境中,裸鼹鼠通常死于天敌攻击、饥饿、缺水或是感染。而在实验室中,裸鼹鼠的死因却难以寻觅。Buffenstein通过尸检发现,裸鼹鼠的主要症状是口疮,这意味着它们难以进食、饮水、产生足量唾液,并且遭受感染。但它们真正的死因是什么、其寿命为什么难以更进一步,仍有待进一步破解。值得高兴的是,在全球主要的裸鼹鼠实验室中,关于裸鼹鼠的数据都是公开的。避免疾病、延长寿命的愿望,将驱使各地科学家继续破解这种奇特动物的奥秘。

 

编译 周盈宵

审校 吴非

 

转自:环球科学

News / 推荐新闻 More
2019 - 03 - 15
基因组的遗传信息得以表达,首先需要 RNA polymerase (RNAP) 以 DNA 为模板合成 RNA。基因转录不仅是基因表达第一步,还是基因表达的主要调控步骤。对 RNAP 分子机器结构、运行机理以及调控机制的研究能够回答基因表达调控的基础生物学问题。在转录起始阶段,细菌的 RNAP 与转录起始σ因子形成复合物,依次执行启动子双链 DNA 的识别、解链以及 RNA 起始合成等关键步骤。细菌 RNAP 通过与多个σ因子结合特异性调控基因转录,其中 Extra-Cytoplasmic Function(ECF)σ因子是细菌中种类最多的一类σ因子,它可以感受细菌胞内外环境变化,起始特异性的基因转录。ECF σ因子赋予细菌适应逆境的能力,对于致病菌的致病性和耐药性尤为重要。以结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)为例,其 RNAP 分别与 10 种 ECF ...
2019 - 03 - 08
1 月 28 日,国际学术期刊 Circulation Research 在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所宗耕课题组与哈佛大学公共卫生学院营养系合作的最新研究成果 “Associations of Monounsaturated Fatty Acids from Plant and Animal Sources with Total and Cause-Specific Mortality in Two US Prospective Cohort Studies”。该研究发现较高的植物来源单不饱和脂肪酸(MUFA-Ps)摄入量与较低的总死亡率相关,而动物来源单不饱和脂肪酸(MUFA-As)的摄入则与较高死亡率相关。另外,用植物来源单不饱和脂肪酸替代饱和脂肪酸(SFAs)、精加工的碳水化合物或反式脂肪可以显著降低死亡风险。在全球范围内,心血管疾病(CVD)和癌症是造成过早死亡的最主要...
2019 - 02 - 28
据新华社电 瑞典哥德堡大学一项新研究表明,中年时期积极进行体力和脑力活动,有助降低罹患老年痴呆症的风险。哥德堡大学研究人员近日发表在美国《神经学》杂志上的一篇论文说,他们对 800 名瑞典女性进行了长达 44 年的跟踪调查,这些女性刚参与研究时平均年龄为 47 岁,并被按照参与脑力和体力活动的情况打分及分组。该研究中,脑力活动包括阅读和写作等智力活动、听音乐会和参加合唱团等艺术活动以及做针线活等手工活动。44% 的参与者被划分到脑力活动水平较低的低分组;56% 的人被划分到高分组。对体力活动,则分为活跃组和不活跃组。每周进行 4 小时以上步行、骑单车等低强度运动,或每周有规律地进行高强度运动如跑步、游泳等,或参与竞技运动,被划分到活跃组。按此标准,17% 的参与者被视为不活跃;82% 的人被视为活跃。研究发现,在排除了高血压、抽烟和糖尿病等风险因素后,脑力活动高分组女性比低分组女性罹患阿尔...
2019 - 02 - 22
据新华社电 美国航天局一项双胞胎对比研究显示,长期太空生活有可能会让宇航员的免疫系统处于高度警戒状态,并改变他们一些基因的活跃程度。2015 年至 2016 年,美国宇航员斯科特 · 凯利在国际空间站上连续生活 340 天,而他的双胞胎兄弟马克 · 凯利在地面生活。美国航天局利用兄弟俩开展了独特的对比研究,希望进一步了解长期太空生活对人体健康的影响。在近日召开的美国科学促进会年会上,研究人员公布了一项初步发现:接近一年的太空生活让斯科特的免疫系统变得超级活跃。免疫系统是人体防卫病原体入侵的重要防线。参与研究的美国韦尔 · 康奈尔医学院遗传学者克里斯托弗 · 梅森说,斯科特身体对太空环境的反应,就好像他体内多了一个陌生器官一般。梅森表示,斯科特体内一些与免疫系统有关的基因变得超级活跃。虽然基因本身没有改变,但其表达却有所不同,即基因的开与关、产生蛋白质...
地址:中国·北京·海淀区·安宁庄东路23号银燕大厦D座2层201室
电话:010-62929079
Copyright@ 2015-2016 北京照生行仪器设备有限公司
传真:+86 0755-2788 8009
邮编:330520
京ICP备10012095号-2
犀牛云提供企业云服务