賦予裸鼴鼠彈性、褶皺皮膚的相同分子似乎也能阻止這種其貌不揚的齧齒動物患上癌症。今天發表在Nature網站上的研究表明,一種糖類細胞分泌物可以阻止潛在腫瘤的擴散。
裸鼴鼠(Heterocephalus glaber)是自然界的怪胎,它們與豪豬的親緣關係比與老鼠更近。這些視力不佳的生物一生都在地下群體中度過,為一隻繁殖的女王服務——H. glaber是迄今為止發現的僅有的兩種“真社會性”哺乳動物之一。這種齧齒動物感覺不到酸的刺痛或辣椒的灼熱,而且似乎是唯一一種無法調節自身體溫的哺乳動物。
然而,這種動物的長壽和對癌症的免疫力是生物學家安德烈·塞盧安諾夫在紐約州羅切斯特大學實驗室附近的特殊設施中飼養約 80 只裸鼴鼠的原因。據知,這些齧齒動物的壽命可達 32 年,而且科學家們從未見過一隻患癌症的裸鼴鼠。相比之下,小鼠很少活過四歲,而且經常死於癌症。
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2009 年,塞盧安諾夫的團隊報告說,裸鼴鼠的成纖維細胞(一種在結締組織中發現的細胞型別)對其他細胞的存在很敏感,並且在培養皿中,它們的生長密度低於小鼠成纖維細胞。令他的實驗室工作人員惱火的是,他們用來培養細胞的培養液經常變得非常粘稠,以至於堵塞了排水管。
塞盧安諾夫回憶說:“我們的實驗室技術員很不高興,因為她需要拆卸系統並清理所有這些粘稠的東西。我告訴我的研究生,我們必須找出這種粘稠物是什麼——它應該與它們的抗癌性有關。當然,當時這只是一個大膽的猜測。”
粘稠的情況
該團隊很快發現,管道問題是由一種名為透明質酸 (HA) 的糖引起的。成纖維細胞滲出 HA,並與膠原蛋白和其他化學物質一起,形成細胞外基質,賦予組織形狀並使皮膚具有彈性。塞盧安諾夫的團隊發現,裸鼴鼠產生大量長鏈 HA。
研究人員懷疑,長鏈 HA 分子在細胞周圍形成了一個緊密的籠子,阻止腫瘤細胞不受控制地複製,並從根本上將“癌前病變”扼殺在萌芽狀態。在組織培養實驗中,透過阻斷編碼 HA 的基因或增加回收糖的蛋白質水平,可以使裸鼴鼠的細胞癌變。這些細胞在植入小鼠皮膚下時,很容易形成腫瘤。
馬薩諸塞州波士頓哈佛醫學院的分子生物學家瓦迪姆·格拉迪謝夫表示,該論文有力地證明了 HA 可以保護裸鼴鼠免受癌症侵害,但補充說其他機制也可能發揮作用。例如,當他和他的同事對這種動物的基因組進行測序時,他們發現裸鼴鼠與其他脊椎動物之間存在許多與癌症相關的不同基因。
聖安東尼奧德克薩斯大學健康科學中心的老年病學家羅謝爾·巴芬斯坦擁有世界上最大的裸鼴鼠群落,飼養著 2,500 只動物,她說,目前尚不清楚 HA 如何預防癌症,但弄清裸鼴鼠的抗癌機制將為對抗人類癌症提供有用的見解。
但首先,塞盧安諾夫的團隊計劃將其研究成果轉化為預防實驗鼠的癌症。研究人員希望利用基因工程技術,使小鼠擁有像裸鼴鼠一樣的 HA 分子。他說,能夠促進長鏈 HA 分子產生的藥物可能有一天會被證明對預防人類癌症有益。
本文經Nature雜誌許可轉載。該文章於2013 年 6 月 19 日首次發表。