在与疾病的斗争中,科学家不仅要重视人类,而且要重视其他动物。例如,象大象这样的动物基因可以帮助人类战胜癌症。
近年来,鼹鼠、大象和弓鲸鱼引起了癌症研究者的注意。乍一看,这三只动物几乎没有相似之处:裸鼹鼠的啮齿动物生活在地下;大象在陆地上行走;弓鲸在海里漫步,但这三种动物确实有相似之处。首先,它们的寿命比较长:裸鼹鼠能活三十年以上,比大多数同类的寿命长;一些大象寿命最多七十年;弓鲸的平均寿命是两个世纪。
其次,这三种动物基本上不会得癌症。近年来,研究者们认识到,不同物种的癌症可以进行借鉴,并开辟了一个新的领域,称为比较肿瘤学。例如,2015的评论提到狗比人类更容易患癌症的可能性是十倍,而裸鼹鼠、大象和头颈鲸“似乎可以避免癌症。”
研究人员认为,完成这一癌症风险图可以为癌症的遗传基础提供有价值的新见解。
从动物认识疾病科学家们已经从宠物那里获得了数据,这证明了这种研究方法是有效的。研究人员写道:“一种高风险的育种模式在狗的饲养中是不经意发展的,这种方式开发的狗更容易患上这种疾病。”与此同时,许多纯种犬的遗传变异有限,降低了研究的难度。她发现了癌症相关基因。此外,狗的预期寿命和生理功能相似。因此,为了评价新的癌症防治研究方法是否有效,狗更有效。
杜克大学癌症生物学专业的Michael Kastan教授说:“宠物(主要是狗)患有老化的肿瘤。近年来,人们对学术界产生了新的兴趣,因为这些癌症和人类癌症之间有很多相似之处。2013项研究得出结论,狗乳腺癌和人类乳腺癌之间的相似性证明了筛查一些癌症并识别它们的生物标志物是可行的。
Natterson Horowitz也在书中写道:“美洲虎有患乳腺癌的危险,可能携带BRCA1基因。包括许多德国血统的犹太人,BRCA1携带者都有患乳腺癌的风险。她还说,动物也可以获得其他类型的癌症,如圈养犀牛、白血病和皮肤癌。因此,如果医生、兽医和野生动物动物学家一起工作,它可以帮助我们加深对这些疾病的理解,“甚至可能找到治疗它们的方法。”
几十年来,纳马霉素已被用于预防器官移植排斥反应,盖尔弗大学安大略兽医研究所正在进行临床试验,以检验该药物是否可以用于治疗狗和防止骨肉瘤的增殖,这是非常危险的。劳斯骨癌研究者希望这些疗法最终能帮助骨肉瘤患者。
没有癌症的大象的秘密研究一些物种不患癌症的原因也是有用的。进化生物学家Vincent Lynch、流行病学家Richard Peto提出的“Peto悖论”的理解是解决这个问题的关键。因为癌症是由有害的基因突变引起的,细胞数量越高,突变的几率就越高。结论是大的多细胞动物,比如大象,应该比小而短的生命动物(如老鼠)具有更高的癌症风险,但事实恰恰相反。例如,大象的数量是人类体积的100倍以上,癌症的发病率仅为5%。相比之下,人类癌症的发病率高达20%~25%(排除那些因吸烟而增加癌症风险的人和其他原因)。
为了揭开这一悖论,Lynch和他的同事们开始比较大型动物(如大象)和其他易患癌症的小动物的基因组,如蹄兔(豚鼠样动物)。Lynch和他的同事们发现,尽管大象庞大,但他们已经进化出了另外19种被称为“抑癌剂”的TP53基因,这可能是大象能够破解这一悖论的部分原因。研究人员认为,这对于癌症预防是至关重要的,因为TP53基因可以杀死特定细胞以应付多种刺激,如DNA损伤。
林奇推测,这些额外的TP53基因可以缩短细胞修复各种DNA损伤的时间,从而使细胞在程序性死亡之前再生,从而减少基因突变的可能性。“你不能跳出进化框架去理解生物学,”Lynch说。我们也在促进进化思维在医学中的应用。比较肿瘤学是科学的一个分支。在这一领域,我们必须了解各种物种的进化过程,才能了解癌症的生理过程。
看来,大象的抗癌机制用在人体内已经很有希望。研究人员已经开始从大象身上注射更多的TP53进入人体细胞。犹他大学遗传学家Lisa Abegglen和进化医学的支持者成功地合成了许多TP53基因,并在最近的一项研究中将其注入人体细胞。人类细胞接受合成的TP53基因,研究人员触发DNA损伤后,人类细胞死亡增加,从而阻止癌细胞扩散。
研究人员承认,将这些研究成果转化为各种癌症治疗需要几年,更不用说癌症预防了。但研究人员乐观地认为,他们可能能够从癌症动物身上找到抗癌方法。阿贝格伦说:“到目前为止,我们了解了一件事,即所有物种都进化出了独特的预防癌症的机制。令人惊奇的是,大象的基因可以在人类细胞中正常工作,但这是事实。真是太酷了!”
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