Nature:高分子量透明質酸保護裸鼴鼠從不患癌症

2020-12-06 生物谷

2013年6月21日訊 /生物谷BIOON/--發表在Nature雜誌上的文章稱，羅切斯特大學科學家發現了保護裸鼴鼠從不患癌症的化學物質。該發現為治療癌症提供了新的思路。

裸鼴鼠是一種小型，無毛，生活在地下的一種嚙齒類動物，該鼠壽命為30年，並且在其一生中從未換癌症。由Seluanov博士和Gorbunova博士帶領的研究團隊發現保護該裸鼴鼠免患癌症的原因，由於其組織中富含高分子量的透明質酸（high molecular weight hyaluronan ，HMW-HA）。

研究人員注意到培養裸鼴鼠細胞的培養基中經常有粘性物質聚集。而在培養人類細胞，小鼠細胞，以及豚鼠細胞的培養基中卻沒有該物質。於是研究人員開始關注於這個種粘性物質。

Seluanov博士稱，我們要知道這些粘性物質是什麼。於是研究人員發現了該物質是HMW-HA，接著研究人員想檢查是否是HMW-HA賦予了裸鼴鼠抗癌的能力。

研究人員發現，當HMW-HA被移除時，該細胞對癌症敏感，表明HMW-HA在裸鼴鼠癌症抗性方面有重要作用。研究人員同時發現了一個稱之為HAS2的基因，該基因負責在裸鼴鼠中製造HMW-HA。奇怪的是，裸鼴鼠的HAS2基因不同於其他物種的HAS2基因。而且裸鼴鼠的HMW-HA降解過程非常緩慢，這就造成了該物質在機體中大量聚集。

於是研究人員檢測了HMW-HA在小鼠中的效果。如果效果明顯，Seluanov博士和Gorbunova博士細胞在人類細胞中檢驗其效果。Seluanov博士稱，有些間接證據表明HMW-HA在人類中有效果，如在注射除皺和緩解膝關節疼痛等方面，而且沒有副作用。我們希望HMW-HA在抗癌過程中同樣有效果。

Gorbunova博士稱，大量的癌症研究集中在易於患有癌症的動物上，我們則反其道而行之，希望在天生抗癌的動物中找到靈感。

Seluanov博士和Gorbunova博士之前的研究顯示在裸鼴鼠中P16基因能夠在細胞數量過大時阻斷細胞增殖過程。而在最近的研究中，他們發現HMW-HA能夠激活p16的抗癌活性。

Seluanov博士和Gorbunova博士接下來打算研究HMW-HA在人類癌症治療和預防方面是否有臨床意義。（生物谷Bioon.com）

High-molecular-mass hyaluronan mediates the cancer resistance of the naked mole rat

Xiao Tian, Jorge Azpurua, Christopher Hine, Amita Vaidya, Max Myakishev-Rempel, Julia Ablaeva, Zhiyong Mao, Eviatar Nevo, Vera Gorbunova, Andrei Seluanov

The naked mole rat (Heterocephalus glaber) displays exceptional longevity, with a maximum lifespan exceeding 30?years1, 2, 3. This is the longest reported lifespan for a rodent species and is especially striking considering the small body mass of the naked mole rat. In comparison, a similarly sized house mouse has a maximum lifespan of 4?years4, 5. In addition to their longevity, naked mole rats show an unusual resistance to cancer. Multi-year observations of large naked mole-rat colonies did not detect a single incidence of cancer2, 6. Here we identify a mechanism responsible for the naked mole rat’s cancer resistance. We found that naked mole-rat fibroblasts secrete extremely high-molecular-mass hyaluronan (HA), which is over five times larger than human or mouse HA. This high-molecular-mass HA accumulates abundantly in naked mole-rat tissues owing to the decreased activity of HA-degrading enzymes and a unique sequence of hyaluronan synthase 2 (HAS2). Furthermore, the naked mole-rat cells are more sensitive to HA signalling, as they have a higher affinity to HA compared with mouse or human cells. Perturbation of the signalling pathways sufficient for malignant transformation of mouse fibroblasts fails to transform naked mole-rat cells. However, once high-molecular-mass HA is removed by either knocking down HAS2 or overexpressing the HA-degrading enzyme, HYAL2, naked mole-rat cells become susceptible to malignant transformation and readily form tumours in mice. We speculate that naked mole rats have evolved a higher concentration of HA in the skin to provide skin elasticity needed for life in underground tunnels. This trait may have then been co-opted to provide cancer resistance and longevity to this species.

相關焦點

  • 裸鼴鼠不怕癌症是因為這個「超能力」?
    裸鼴鼠（Heterocephalus glaber），棲息於東非本地的嚙齒類動物。它們可以存活長達30多年，並且具有高度的抗癌性。這種大牙齒、小眼睛的冷血生物對某些類型的疼痛免疫，可以在沒有氧氣的情況下存活18分鐘，並且幾乎完全免疫癌症。
  • 裸鼴鼠抗癌能力之爭:HRAS表達量可能是關鍵決定因素
    圖1 不同身體指數的動物的壽命2013年7月，美國羅徹斯特大學Andrei Seluanov與Vera Gorbunova研究組合作發文題為High-molecular-mass hyaluronan mediates the cancer resistance of the naked mole rat，發現體外培養的裸鼴鼠成纖維細胞會分泌大量的高分子量透明質酸（High-molecular-mass
  • 與飽受疼痛折磨的人類相比,這種動物既不患癌症也沒有疼痛
    ，人類與疼痛、癌症的鬥爭一直在進行中。不過，世界上有一種動物，既不患癌症也沒有疼痛，這就是長相有點醜陋的裸鼴鼠。 非典型的哺乳動物 裸鼴鼠在分類學上屬於哺乳綱齧齒目，主要分布在非洲東部的肯亞、衣索比亞、索馬利亞等乾燥炎熱地區。
  • 「長得醜,活得久」的裸鼴鼠,或許能幫助人類戰勝癌症
    裸鼴鼠，學名非洲裸克分子鼠，幾乎一生都生活在非洲的地下洞穴，洞穴深至1.8米，狹小黑暗，潮溼缺氧，正是這樣惡劣的生活環境，賦予了它們各種「超能力」。裸鼴鼠的「鼠生」，除了外表欠缺，其他很多方面是人類一直追求卻不可能達到的。長壽，是其他老鼠壽命的10倍，對癌症等衰老性疾病有免疫力如果你曾經養過寵物老鼠，那它能活多久？一般2-3年。
  • 昆明動物所發現裸鼴鼠的抗癌特性與長鏈非編碼RNA密切相關
    裸鼴鼠（Heterocephalus glaber）是嚙齒類動物中名副其實的長壽之星，其壽命可長達30年，而一般小鼠及大鼠的壽命僅有2~3年。此外，裸鼴鼠還具有天然的抗癌特性，因此裸鼴鼠在長壽和腫瘤研究領域受到極其廣泛的關注。
  • 裸鼴鼠抗癌的秘密
    因為了解這類動物是如何幾乎完全免疫癌症的，可以增進我們對人類早期癌症發生的了解，從而找到預防或更好地治療癌症的新方法。那麼它們的抗癌機制是什麼呢？很長一段時間，人們認為裸鼴鼠之所以幾乎從來沒有罹患癌症，是因為它們的健康細胞可以抵抗轉化為癌細胞。
  • 「長得醜,活得久」的裸鼴鼠,它的長壽秘訣對研究有幫助嗎?
    研究人員認為它們之所以能活得這麼久，是和它們不易患癌症的免疫力有關。 研究人員試圖利用酸來弄清楚發生了什麼，在大多數動物(包括人類)體內，酸會刺激感覺神經元，並告訴大腦身體處於疼痛狀態。 但由於裸鼴鼠生活在沙漠地區的地下，為了獲取食物，它們必須做大量的工作，因此它們將新陳代謝降到最低，這種低消耗的狀態下，會關閉一些不是絕對必要的功能，比如額外的神經感受器，疼痛的敏感性也就降低了。
  • 有些動物不患癌症的秘密:大象有抑癌基因19個,人類僅1個
    裸鼴鼠 本文圖片均來自科技日報近年來，裸鼴鼠、大象和弓頭鯨引起了癌症研究者的注意。
  • 這些動物已「攻克」癌症,人類正在向它們學習
    近年來，裸鼴鼠、大象和弓頭鯨引起了癌症研究者的注意。乍看之下，這三種動物幾乎毫無相似之處：裸鼴鼠這種嚙齒類動物住在地下；大象於陸地漫步；弓頭鯨在海中遨遊，但這三者確有相似之處。首先，它們的壽命都相對較長：裸鼴鼠可以活過三十歲，壽命比大多數同體型的物種長得多；有些大象最長能活七十年；弓頭鯨的平均壽命則長達兩個世紀。其次，這三個物種基本都對癌症免疫。人們常常會忘記，動物和我們一樣，也在與癌症殊死搏鬥。近幾年，研究人員意識到，研究不同物種的癌症或許能有所收穫，這也開闢了一個名為比較腫瘤學（comparative oncology）的新領域。
  • 無毛鼴鼠被選為年度動物 抗癌特性可供醫學研究
    因為這種來自東非的無毛鼴鼠身體內具有不同尋常的抗癌性，這種特性對於人類疾病以及藥物研究非常有用。此外，無毛鼴鼠也是長壽動物，具有抗酸能力，而且即使是在沒有氧氣的地下隧道也可以生存。在宣布此次評選結果時，《科學》雜誌引述羅徹斯特大學兩名科學家在2013年發表的兩篇文章。其中一位表示，這種無毛鼴鼠具有很強的抵抗能力，免受癌症之害的關鍵就是因為這些大鼠可以準確的構建蛋白質結構。
  • 美媒:谷歌斥巨資研究長壽裸鼴鼠
    這是一個有關生命的事實，但裸鼴鼠顯然是個例外。卡利科實驗室的一項新研究發現，這種外表光禿禿的齧齒動物的死亡風險不一定同它的年齡成正比。卡利科實驗室有著揭開衰老之謎的宏偉目標。據美國《大眾科學》月刊網站1月30日報導，這種令人毛骨悚然的無毛動物有著很長的壽命和一系列似乎使它不可戰勝的特徵。裸鼴鼠似乎不像大多數哺乳動物那樣會感受疼痛。人們研究的數以百計的裸鼴鼠中只有少數幾隻患上了癌症。
  • 裸鼴鼠這"交易"咋有點傻?
    裸鼴鼠是生活在地下的哺乳動物，它們失去了自己的體毛和視力，它們也感覺不到疼痛，它們還能在沒有氧氣的情況下存活18分鐘，它們還對癌症有著異乎尋常的免疫力。根據日本的一項新研究，裸鼴鼠群中的王后會利用自己富含激素的糞便來控制下屬。工鼠吃掉這些激素後，就會變得專心照料裸鼴鼠王后的幼崽。
  • 科學網—裸鼴鼠天生不怕疼
    本報訊 裸鼴鼠似乎具有一些神奇的力量。 據美國《科學》雜誌在線新聞報導，儘管這種怪異的哺乳動物渾身不長毛，但最令人意想不到的是，這種齧齒動物竟然沒有痛覺。
  • 化妝品中的保溼佳品——透明質酸
    透明質酸是一種外觀透明、具有黏性的膠狀物質，具有特殊的保水作用，是目前發現的保溼性好的物質之一。透明質酸是一種天然生物物質，在眼玻璃體、皮膚、臍帶、關節滑液等組織中廣泛存在。早期的透明質酸原料主要從雞冠中分離提取，受成本和原料的限制，沒有得到進一步推廣。目前，透明質酸生產技術已經相對成熟，主要採用微生物發酵法生產，不受原料的限制，成本較低，易於規模化生產，且產品純度較高。
  • 裸鼴鼠為什麼吃糞便?
  • 為什麼裸鼴鼠不怕痛
    裸鼴鼠其實並不全裸，在它們的身體兩側，從頭到尾長著大約40根像貓的鬍鬚一樣的長毛。它們並不是皮毛的殘餘，而是對觸覺極其敏感的觸鬚，觸動其中任何一根觸鬚，都能讓裸鼴鼠把頭伸向刺激點。他們想：既然裸鼴鼠的觸覺如此敏感，它們的皮膚中會不會含有什麼特殊成分？實驗的結果出乎意料，在裸鼴鼠的皮膚中沒有發現多了什麼成分，反而少了一種基本的化學物質——「P物質」。　　P物質是什麼物質呢？它也是意外發現的產物。1931年，英國生理學家戴爾正在研究神經遞質的作用（他因此在1936年獲得諾貝爾獎）。當時已知的神經遞質是乙醯膽鹼。
  • 研究揭示裸鼴鼠不怕痛原因—新聞—科學網
    非洲裸鼴鼠是一種奇怪又有點醜陋的動物。這些「小傢伙」能活32年，它們對癌症有不可思議的抵抗力，而且感覺不到一些疼痛。