大象如何粉碎癌症

为什么大象没有充满肿瘤对研究人员来说是一个沉重的问题。 一项新的研究表明,这些动物拥有数十种额外的最强大的癌症预防基因之一。 这些奖励基因可能使大象在它们长成肿瘤之前清除潜在的癌细胞。

谈到癌症,大象似乎有几次打击它们。 一只非洲象的体重高达4800公斤,其包装数量约为您的100倍。 动物携带的细胞越多,其中一个细胞遭受可导致癌症的DNA损伤的可能性就越大。 产生所有这些细胞还需要进行多轮细胞分裂,每次细胞分裂都可导致肿瘤触发DNA断裂。 此外,大象可以在野外存活超过60年,为肿瘤提供充足的时间。 “拥有大量细胞的长寿动物应该都会死于癌症,”犹他大学盐湖城亨斯迈癌症研究所的儿科肿瘤学家约书亚希夫曼说,他是新研究的合着者。 “但他们没有,或者他们会灭绝。”

大象和其他大型长寿动物(如鲸鱼)的癌症发生率令人惊讶地低 - 在其中一位首次描述它的科学家之后被称为佩托的悖论 - 自20世纪70年代中期以来一直困扰着科学家。 到目前为止,研究人员在解决这个谜团或确定其他长寿物种如何击败癌症方面取得的进展甚微。 一个例外涉及裸鼹鼠。 虽然这些非洲啮齿动物并不大,但它们存活了长达28年,几乎是实验室大鼠的10倍,并且它们不会发展成癌症。 两年前,纽约罗切斯特大学的细胞和分子生物学家Vera Gorbunova和Andrei Seluanov及其同事报告说,裸鼹鼠对抗癌症的防御之一是一种的 。

在这项新研究中,Schiffman与亚利桑那州立大学Tempe的进化癌症生物学家Carlo Maley及其同事合作。 为了将大象的抗癌能力纳入考虑范围,研究人员希望确定不同物种对肿瘤的易感性。 该团队使用了大象百科全书中的数据,该数据记录了全球所有圈养大象的出生和死亡,以及在加利福尼亚州圣地亚哥动物园对超过30种动物进行的尸检。 科学家估计,只有不到5%的大象死于癌症,其比率低于非洲野狗(8%)和人类(高达25%)等较小的动物。

在非洲象的基因组中出现了厚皮动物对癌症易感性降低的可能原因。 研究人员发现它 。 如果细胞具有可能产生肿瘤的DNA损伤,p53会阻止它们分裂,直到它们进行修复或刺激它们自杀。 该研究小组今天在“美国医学会杂志”网络版上报道,亚洲大象藏有30至40份该基因。

相比之下,人类只运动p53的两个基因拷贝,大象最亲近的生活亲戚,岩石蹄兔也是如此。 研究人员表示,这些额外的拷贝可能是数百万年前积累的,因为该基因在大象的祖先中偶然发生了多次重复。

为了研究p53基因的额外拷贝如何抵抗肿瘤,研究小组给非洲大象细胞注射了辐射,破坏了它们的DNA。 “我们希望看到大象正在修复像任何人一样的DNA,”Schiffman说。 但在修复断裂的DNA时,动物的细胞并不比人类细胞好。 相反,大象细胞在辐射照射后死亡的可能性是人类细胞的两倍。 “我们认为我们已经想出 - 也许 - 为什么大象不会患上癌症,”希夫曼说。 p53基因的额外拷贝使大象能够在形成肿瘤之前杀死潜在的癌细胞。 该研究本周早些时候关于预印本服务器bioRxiv 是还在大象基因组中发现了40个p53基因拷贝。

“这是一个令人兴奋的证据,表明一只巨型动物如何解决[Peto's]悖论,”Gorbunova说,他与这项新研究无关。 然而,哈佛医学院的生物化学家Vadim Gladyshev表示他持怀疑态度,因为研究人员尚未证明额外的基因可以产生p53的工作版本。 “我的问题是这些基因中是否有任何一种功能。”

希夫曼说,他和他的同事正试图确定他们是否可以使人类细胞更像大象,例如插入额外的p53基因拷贝或通过鉴定复制额外拷贝影响的化合物。

Seluanov指出,裸鼹鼠和大象以不同的方式预防癌症。 “我们需要关注长寿的,通常是大型动物,”他说,我们可能会发现更多预防癌症的方法可能对我们的细胞有用。

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