体型超大 寿命较长 癌症率却极低 大象咋做到的?

图注：大象的特点就是体型超大，而且寿命较长，此外，大象的癌症发病率也低得惊人。研究人员希望找出其中的原因，并利用这些线索来开发治疗人类疾病的新方法。（图/迈克尔·尼克尔斯）

　　一个人大概由30万亿个细胞构成。这些细胞和人体内的微生物相互作用，人体就会运行，比如说，心脏的跳动、肠道的蠕动以及肌肉的收缩。随着年龄的增长，人体内的细胞就会分裂，新的细胞就取代了旧的细胞。但是随着细胞的代谢回转，基因错误也就几乎不可避免的出现了，而这些故障又常常会转化为癌症。

　　从统计学上来说，体型更大的动物因为有更多的细胞，因此患上癌症的可能也会更大。照这样推理，大象的细胞数量要比小型哺乳动物多数百倍，因此大象的发病率要高得多。但事实并非如此！

　　最近，《细胞》（Cell）旗下期刊《细胞通讯》（Cell Reports）刊发了一篇新研究，这项研究对大象的癌症低发病率提供了新线索，其中的关键可能就是“僵尸基因”（zombie gene）。

　　“从进化生物学角度来看，这是非常吸引人的，”美国犹他大学儿科肿瘤学家约书亚·谢夫曼（Joshua Schiffman）说道。谢夫曼并未参与此项研究。“这是个很好的开始，”他说道。谢夫曼还表示需要进行更多测试以确认这项发现。“我认为我们才刚刚开始。”

　　体型大小与患癌率之谜

　　2015年，谢夫曼和他的团队发表了一篇论文，详细描述了在生物体体型大小和癌症发病率不匹配（这种现象被称作皮托悖论）背后的一个关键发现。他们发现大型动物具有一种名为P53的肿瘤抑制基因的额外副本。人类只有1个副本，而大象有20个。

　　当动物体内的细胞分裂时，这个基因的作用就像负责基因分诊的医生。“P53能识别DNA损伤然后就去尝试修复，”加州大学圣芭芭拉分校生物学家艾米·博迪（Amy Boddy）解释道。博迪并未参与这项新研究。有小问题的细胞可以修复，但是如果损伤太大，细胞就成为癌症风险，因此P53就会下令杀死这些损伤过大的细胞。

　　“大多数动物会选择修复，但大象更常采用后一种方式，”研究报告的作者、芝加哥大学进化生物学家文森特·林奇（Vincent Lynch）解释道。“大象很奇特，如果它们的细胞DNA受到损伤，那么这些细胞就会死掉，”这项新研究的主管林奇独立查证了大象额外的P53基因，他想搞清是怎么回事。

　　无声杀手

　　林奇和他的同事开始寻找大象和其他小型哺乳动物的其他基因差异，他们特别关注了有额外副本的基因。其中有一个特别突出就是白血病抑制因子（LIF），这种因子也因其在提高生育能力方面的作用而闻名。

　　“我有点惊讶，竟然是LIF基因，”博迪说道。生育能力似乎和癌症预防不怎么沾边，但是林奇认为LIF6基因还能起到另一个作用，也就是杀死受损的细胞。

　　大多数哺乳动物，从体型很小的鼠兔到体型巨大的小须鲸，只有一个LIF副本。但大象和它们的近亲，如海牛和岩狸，都有很多副本。大象有7到11个，之所以是个范围，林奇表示，“这取决于你怎么计数”。

　　其中有一个看起来应该是起作用的，这就是LIF6。到目前为止，研究人员只在大象身上发现了这种基因。

　　该研究的作者认为，在大约5900万年前，LIF6就出现在了大象的基因中。一开始，它很可能是个无用的、破碎的基因。但是随着大象祖先的进化，这种基因也就有了变化。这个基因最终被重新唤醒，这也就是其被称为“僵尸基因”的原因。可能正是这种变化，使得体型巨大的大象很少受到癌症的困扰。

　　如果P53是负责基因分诊的医生，那么LIF6就是负责执行命令以排除受损细胞。

　　林奇和他的团队通过在实验室中对非洲象细胞造成DNA损伤来演示了LIF6基因的活动。这种损伤似乎会触发P53基因来开启LIF6基因，而后者随后就会杀死受损的细胞。林奇表示，如果他们阻止LIF6正常运行，那么大象对细胞损伤的特殊敏感性看上去就会消失。

　　制止癌症的生物网络

　　林奇表示，并非只有“僵尸基因”能抑制癌症。“LIF6基因在这个广泛的过程中只扮演了一个小角色，”他说道。谢夫曼同意这种说法，并补充道，“几乎肯定的是，还将会有其他发现”。今年早些时候，谢夫曼团队发表了一项发现，他们重点研究了另一组基因，这些基因有助于修复大象受损的DNA，而非杀死这些受损的细胞。

　　最终的希望就是，通过研究动物防御癌症的机制，来帮助人类治疗并预防癌症。“LIF6基因花了5900万年才进化成这样，”谢夫曼说道。“在我看来，这是大自然通过5900万年才试图找到的避免癌症的最佳方案。”

　　随着研究的深入，科研人员的确有可能在同癌症的战斗中占据优势。

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