2009-10-28

科學家發現長壽、小型囓齒目動物的「防癌」基因

Scientists discover gene that 'cancer-proofs' rodent's cells
http://www.physorg.com/news175792057.html

October 26th, 2009

(PhysOrg.com) -- 儘管 30 年的壽命賦予細胞充沛的時間發展癌症,不過一種稱為裸鼠(naked mole rat,裸鼴鼠,鼴音演)的小型囓齒目物種卻未曾被發現罹患過任何一種腫瘤 -- 而現在 Rochester 大學的生物學家認為她們知道為什麼會這樣。

這些發現,出現在今天這一期的 PNAS 上,證明這種鼴鼠的細胞表現出一種稱為 p16 的基因,當太多細胞擠在一起時,那使細胞猶如「患了幽閉恐懼症般(claustrophobic)」停止細胞增殖,在控制不住的生長開始之前中斷它。p16 的功效如此明顯,當研究者使這些細胞突變以誘發腫瘤時,這些細胞的生長幾乎沒有改變,而正常的老鼠細胞則完全變得像癌症那樣。

"我們認為我們發現這些鼴鼠不會罹癌的原因,那有點令人驚訝," Vera Gorbunova 與 Andrei Seluanov 表示,Rochester 大學的二位生物學教授,同時也是這項發現的領導作者。"要臆測相關衝擊仍言之過早,但假如 p16 的功效可在人類身上模仿,我們也許有某種方法能在癌症開始之前中止它。"

裸鼴鼠是種奇怪、醜陋,近乎無毛老鼠般的生物,生活在地底的社群中。與其他哺乳類動物不同,這些社群由「后鼠」與「工鼠」組成,使人較易聯想到蜜蜂而非囓齒目。裸鼠可活到 30 歲,對小型囓齒目動物而言,那異常地長。儘管有大量裸鼠受到監視,但就連一隻罹癌裸鼠的記錄都未曾出現過,Gorbunova 說。並補充表示,牠們的祕密是這個事實︰直到裸鼠生命非常末期之前,牠們顯然很少變老。

過去三年來,Gorbunova 與 Andrei Seluanov,在理解癌症的探索上採用一種不尋常的觀點︰研究全球的囓齒目動物,藉此得到不相同卻相關的物種如何對付癌症的相似與相異概念。

2006 年,Gorbunova 發現端粒酶(telomerase,一種酵素,可延長細胞壽命,但也能增加癌症的比率)在小型囓齒目動物身上高度活化,但大型則否。

直到 Gorbunova 與 Seluanov 的研究之前,主流看法假設,像我們人類一樣長壽的動物需要抑制端粒酶活性以防範癌症。端粒酶幫助細胞生殖,而癌症實質上就是無法控制的細胞生殖,故活命超過 70 年的動物,其細胞有很大的機會突變為癌症,Gorbunova 說。老鼠的平均壽命因自然界中的其他因素而縮短,例如掠食,故老鼠被認為能提供微少癌症風險以得益於端粒酶迅速康復的能力。

雖然這些發現令人驚訝,不過它們揭露另一個問題︰像灰松鼠那樣常見的小型動物,活過 24 年以上又該怎麼解釋?端粒酶在這麼長的一段時間內完全活化,為何癌症不會在這些動物身上猖獗?

Gorbunova 試圖回答那個問題,並在 2008 年證實,體型小且具有較長壽命的囓齒目動物已經演化出一種先前未知的抗癌機制,那顯然與任何為人類或其他大型動物所用的抗癌機制不同。

在那時,她無法確認這種機制是什麼,並表示︰"我們以前未曾遇過這種抗癌機制,因為二種最常用來研究癌症的物種︰小鼠與人類身上都不存在。小鼠短命,而人類體型大。不過這種機制顯然僅存在於小型、長命的動物身上。"

現在,Gorbunova 相信她已經發現這些小型動物能夠遠離癌症的主要原因︰那顯然是一種過度擁擠的早期預警基因(overcrowding early-warning gene),而這種基因表現在裸鼴鼠的細胞中。

當 Gorbunova 與她的團隊開始專門研究鼴鼠細胞時,她們對於在實驗室中培養細胞以供研究有多麼的困難感到驚訝。一旦當一定數量的細胞佔據某一空間時,這些細胞就會拒絕複製。其他細胞,例如人類細胞,當他們的數量變得過於密集時,也會中止複製,然而鼴鼠細胞比其他動物的細胞更早達到它們的限制。

"因為癌症基本上就是不受控制的細胞複製,所以我們領悟到,不管做了什麼,這或許與總是防止癌症在鼴鼠身上開始是同樣一件事," Gorbunova 說。

如同許多動物,包括人類,鼴鼠有個叫做 p27 的基因,避免細胞過度擁擠,不過鼴鼠使用 p16 基因中另一種更早期的防禦。癌細胞傾向尋找圍繞 p27 的路徑,不過鼴鼠擁有一種細胞在不受控制地生長前必須要克服的雙重障蔽。

"我們相信由這種雙階(two-tiered)接觸抑制(contact inhibition)所提供的這層額外保護,促成了裸鼴鼠優異的腫瘤抗性," Gorbunova 在 PNAS 的論文中表示。

Gorbunova 與 Seluanov 現在計畫深入鑽研鼴鼠的遺傳學,看看它們的癌症抗性是否適合人類。

※ 相關報導︰

* Hypersensitivity to contact inhibition provides a clue to cancer resistance of naked mole-rat
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0905252106
Andrei Seluanov, Christopher Hine, Jorge Azpurua,
Marina Feigensona, Michael Bozzella, Zhiyong Mao,
Kenneth C. Catania and Vera Gorbunova
PNAS, Published online before print October 26, 2009,
doi: 10.1073/pnas.0905252106
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2 則留言:

Deja vue 提到...

請問我們可以跟你見面嗎?

fsj 提到...

貓狗罹癌增 台大設治療中心

自由時報 2010.01.15

〔記者陳怡靜/台北報導〕癌症不只是近年國人十大死因的第一名,也是貓狗的隱形殺手,致死率更是逐年攀升,包括淋巴癌、乳癌等都是常見的寵物惡性腫瘤。台灣大學昨成立東南亞第一個動物癌症醫學研究中心與治療中心,希望針對犬貓癌症研發出疫苗。

台大年近二千隻犬貓罹癌

粗估台灣目前約有一百二十七萬隻家犬、二十三萬隻家貓,許多飼主因寵物辭世難過不已,臨床還曾有瀕臨精神崩潰的病例。

台大動物醫院院長龐飛估計,台大動物醫院每年約有兩萬五千到兩萬八千隻寵物就診病例,其中約一千八百隻貓狗是罹癌。

致死率有逐年增加的趨勢

目前國內貓狗約有半數死於傳染性疾病,另有半數則死於心臟病、腎臟病與癌症等老年疾病,台大動物癌症治療中心主任李繼忠說:「目前癌症並非首位,但比例有增加趨勢。」

寵物治療癌症數萬元起跳

寵物貓狗罹患癌症的治療所費不貲,而且寵物不像主人有健保。根據台大動物醫院腫瘤門診的估計,癌症因病症不同,採樣、手術與切除費用要價約兩萬到八萬元,術後化療每次約一到兩萬元,且次數需視不同病症而定。

台大動物癌症研究中心主任朱瑞民以英國二○○四年研究為例,三萬六千隻死亡狗狗中,就有三分之一、約一萬一千隻是死於癌症,「在英國,癌症已是狗狗死亡原因首位。」

犬貓癌症研究可供人參考

台大動物專業醫學院院長劉振軒表示,犬貓基因系列與人有很多相似之處,針對寵物進行癌症研究,不但可將人類癌症醫療成果應用在貓狗上,貓狗研究成果也能做人類參考。尤其狗的壽命比人類短,一旦發現狗罹患某癌症,暴露在相同環境下的飼主也有可能罹患相同癌症。

劉振軒進一步指出,一九三○年代狗狗平均壽命僅有七歲,如今已經延長至十三歲,醫療越進步,壽命還會再延長,包括老化問題以及心血管等疾病都可能是未來動物醫療的研究重點。

黑色素癌疫苗可延長犬命

台大動物癌症中心初期將針對貓狗癌症為主、進行相關疫苗的研究,目前也與法國藥廠合作研發乳癌疫苗,另也針對狗的黑色素癌、口腔癌等研發疫苗,其中黑色素癌疫苗已經可以成功延長狗狗的生命約兩百三十多天,至於乳癌疫苗則已經進入臨床應用階段。