竟與衰老絕緣!「不老神獸」裸鼴鼠又添新傳說!
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近日裡,素來享有「不老神獸」之稱的裸鼴鼠(Naked Mole Rat)又增添了新的傳聞,據Science報道,一篇發表於eLIFE的文章就揭露了有關裸鼴鼠另一匪夷所思的現象:它們似乎與衰老絕緣。
裸鼴鼠
鼠界奇葩之王
作為丑萌界的最佳代表,裸鼴鼠可以說是嚙齒目中最為神奇的一種動物。它全身裸露,渾身皺巴巴的皮膚一如老人臉上歷經風霜的皺紋,簡直是不遺餘力地將自身顏值降到史上鼠界的最低值。
在地下洞穴中生活的裸鼴鼠
實驗室小白鼠,沒有對比就沒有傷害
它們長期生活在地下巢穴中,並以群居的方式形成地下的獨裁霸權,並統一由肥碩油膩的王后統帥。除了王后的「後宮佳麗」(只用於交配繁殖的雄鼠)外,其餘無論雌雄,均為工鼠。另外,特殊的地下生活習性使得它們放棄了恆溫體制,成為哺乳類唯一的冷血動物,而它們的代謝率也是哺乳動物中最低的。
不過,雖然這些裸鼴鼠其貌不揚,其自身卻是有些驚人的本事的。它們被譽為「不老神獸」也並非空穴來風,通常老鼠的平均壽命為3年左右,而它們卻能一口氣活過30年,且此時的雌性還依然能保持旺盛的繁殖能力,身體機能也幾乎沒有退化的現象。
而它們酷愛「裸奔」也並非毫無緣由,只因平日里「皮糙肉厚」,在接觸辣椒或酸性環境時,完全感覺不到疼痛。最不尋常的是,它們擅長憋氣,無氧時可存活18分鐘;且在這個人人談癌色變的時代,裸鼴鼠卻鮮少獲得癌症,可以說天生與「癌」絕緣。而如此驚人的特性,明擺著是要逆天的節奏呀。
裸鼴鼠
癌症剋星,掌握長壽秘訣
考慮到裸鼴鼠對癌症的天然免疫力以及長壽特徵,裸鼴鼠也就自然而然成為了研究抵抗衰老、癌症和慢性病的理想模型。
2013年,Nature的一篇文章指出因為裸鼴鼠體內還有高分子量的透明質酸,其含量是人類或其他鼠類的5倍以上,從而使得細胞間的間隙狹窄。而細胞所處的環境過於擁擠時,就會停止細胞分裂,進而抑制癌細胞的分裂增殖,也使得裸鼴鼠成為當之無愧的「癌症剋星」。
而2016年Nature子刊的一篇文章也通過研究裸鼴鼠的多潛能幹細胞(iPSC)發現,相比於普通小鼠iPSC,其細胞中有一種名為ARF的抑癌基因得以活躍表達,而ERAS的原癌基因則處於失活狀態。因而,這兩個基因在裸鼴鼠的抗癌機制中也很可能發揮著關鍵作用。尤其是ARF,一旦被抑制,裸鼴鼠還會表現出衰老的跡象。
而除此之外,eLIFE的一篇文章發現裸鼴鼠其本身除了與癌症「零接觸」,它與衰老似乎也是完全「絕緣」的。
該文章的作者Rochelle Buffenstein通過首次分析成千上萬隻裸鼴鼠生命歷程的研究發現,不同於其他所有已知的哺乳類動物,裸鼴鼠的死亡風險並不會隨著年齡的增長而增加,即並不符合傳統描述衰老的數學方程式Gompertz定律:年齡相關死亡風險h(t)=αeβt+γ。
該定律是英國數學家Benjamin Gompertz於1825年發現的,其表示隨著年齡的增長,死亡的風險則會呈指數增長;以人類為例,年過30歲之後,死亡風險大約每8年就會翻一倍。英國利物浦大學生殖病學家Joao Pedro De Magalhaes說,該定律適用於成年後的所有哺乳動物。
而Buffenstein在她的實驗動物中並沒有看到這種趨勢。裸鼴鼠在經歷過6個月的性成熟後,其每隻每天死亡的概率均是1萬分之一,此概率在它們的餘生一直保持不變, 甚至還會有所下降 。顯然,這個研究數據與以往有關哺乳動物生物學方面所了解的一切是背道而馳的。
裸鼴鼠的死亡風險至少在18年內沒有增加
而研究中也表明,裸鼴鼠具有非常活躍的DNA修復水平和高表達水平的分子伴侶蛋白,可幫助其他蛋白質形成正確的摺疊構象。Buffenstein認為,正因如此,裸鼴鼠才能保證細胞內損傷積累降到最低,從而不會導致與年齡相關的身體狀況惡化。
育種&非育種的雄性和雌性裸鼴鼠均表現出不增加的致死性危害
然而仍有些科研者認為暫且不要輕率地做出結論。南加州大學的生物學家Caleb Finch就發出警告不要過度解讀數據。畢竟大多數實驗動物要麼是被殺害,要麼是被搬到其他實驗室,所以在實驗研究中活過15歲以上的動物不到50隻。(目前住在Buffenstein實驗室的最老的動物是35歲)。Finch認為,需要更多和更老的鼴鼠來確定死亡的風險是否真的維持平衡狀態。
而生物學家Matthias Platzer也指出,裸鼴鼠的老齡化也是有可能發生的,但可能會比哺乳動物的老化時間要晚得多,並表示現在說裸鼴鼠是一種不會衰老的動物還為時過早。不過,考慮到裸鼴鼠與人類的基因存在93%的相似性,如果未來某天能挖掘出裸鼴鼠所隱藏的長壽秘密並將其應用到人類,也許可以大幅度跨越式地將人類的壽命延長至200歲。
裸鼴鼠
另類超能力,無痛和憋氣
至於裸鼴鼠為什麼對疼痛無感,2016年德國神經學家Gary Lewin團隊通過分離它們的神經細胞,研究了它們對疼痛不敏感的分子機理。
通常人類和其他哺乳動物體內的受傷或者發炎的細胞會分泌一種神經生長因子,在其與疼痛細胞表面的蛋白受體TrkA結合後釋放「疼痛」的信號,並上調TRPV1離子通道的活性,從而引發細胞感受到疼痛。
但裸鼴鼠卻與眾不同:裸鼴鼠的TrkA受體並不能激活TRPV1離子通道,而且其TrkA的蛋白序列有3處與正常小鼠的TrkA蛋白序列有異。因而研究者推斷正是這些差異使得裸鼴鼠大大降低了它們對於疼痛的感知。
眾所周知,當哺乳動物缺氧時,短時間內就會受到不可逆的器官損傷,甚至會導致窒息以及最終死亡。然而裸鼴鼠卻能夠常年悠然自得地生活在不透氣的地道里,哪怕是空氣中完全不含有氧氣,也頑強地存活18分鐘,顯然它們的這種「憋氣」神功已經成功地引起了科研者的極大關注。
因而,2017年一個跨國際的研究小組為裸鼴鼠能夠承受極端的缺氧環境提供一定的解釋。其原因就在於當裸鼴鼠處於缺氧環境下,其心臟和腦組織的血液中的果糖和蔗糖水平大幅度提高,並可利用體內的GLUT5分子以及己酮糖激酶將果糖運輸到細胞內並將其轉化為糖酵解形式,以確保心腦組織的持續供能。
而裸鼴鼠憑藉著此種方式才可以繼續生存數小時,直到它們找到新的氧源。這是研究者首次發現哺乳動物可以轉而利用果糖作為能量來源,而這無疑是裸鼴鼠長年不斷進化,以適應擁擠狹窄的地道生活的結果。但是缺氧條件下裸鼴鼠體內的突然增加的果糖和蔗糖水平來源何處至今還沒有弄清楚。
目前,關於裸鼴鼠這個其貌不揚的小生命,仍有很多未解之謎有待科研者去挖掘。未來它極有可能改變現存的固有認知,拓展生命的範疇,成為打開新世界大門的一把鑰匙,就讓我們拭目以待吧。
1.https://www.nature.com/articles/nature12234(doi:10.1038/nature12234 )
2.https://www.nature.com/articles/ncomms11471(doi:10.1038/ncomms11471 )
3.Naked mole-rat mortality rates defy Gompertzian laws by not increasing with age(DOI: 10.7554/eLife.31157 )
4.http://www.sciencemag.org/news/2018/01/naked-mole-rats-defy-biological-law-aging
5.http://www.sciencemag.org/news/2016/10/how-naked-mole-rats-conquered-pain-and-what-it-could-mean-us
6.http://www.sciencemag.org/news/2017/04/naked-mole-rats-can-survive-18-minutes-without-oxygen-here-s-how-they-do-it


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