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鯨魚抗癌與長壽的秘密
2023/8/11
長壽與癌症耐性的秘密終於明朗！
這項由美國羅徹斯特大學 (University of Rochester) 進行的研究顯示，北極鯨能活過200以上的長壽秘密，歸功於其優秀的 DNA 修復基因。
因為北極鯨的基因能快速修復 DNA 損傷，並防止細胞老化及因癌症引起的變異累積。另外也表明了將鯨魚的 DNA 修復因子與人類或小鼠的細胞結合，也能使人類跟小鼠的 DNA 修復效率提升兩倍！
如果這個修復因子能夠透過基改或基因治療的方式，適用於不僅人類及小鼠以外的犬貓禽畜等，或許能讓這些重要的動物提升抗癌能力或甚至延長壽命。但是這個修復強化的功效，伴隨著「一個小小的」副作用。
研究詳細內容公開於預印本『bioRxiv』
。
探究北極鯨200年長壽的秘密
迄今為止的研究讓我們了解，大象以及鯨魚這類遠比人類龐大的生物，構成身體的每個細胞其實跟我們、甚至是小鼠一樣大。就因為細胞的大小一樣，所以體積巨大的動物擁有更多的細胞也是理所當然的吧？
另一方面，近年的研究也確認了癌症發生與 DNA 的關聯，是由於突變累積而造成的。正因如此，如果大象跟鯨魚的細胞跟人類的細胞是相同的速率再進行變異，那麼很快就會產生腫瘤，生命也應該會很快就結束才是。
但眾所皆知，非洲象的最長壽命約為60～70年，北極鯨更有存活超過200年以上的個體。根據過去進行過的研究表明，大象跟鯨魚根本上沒有癌症這種概念，即為「佩托悖論」。
這個理論告訴我們，象與鯨這類的大型生物，擁有比人類更優秀的抗癌能力。如果解明這種能力、而人類又能應用在身上的話，對於預防癌症這點就值得考慮了。
而這次羅徹斯特大學找了北極鯨，用其細胞來調查到底是何種機制在抑制癌症發生、進而達到長壽的秘密。
調查最初的著手點是「癌化細胞的處理能力」。對於癌化細胞，人類的免疫系統會對異常細胞發送自殺的信息，讓變異細胞增殖前進可能的處理掉。而大象在這一點就遠優於人類。
在大象的基因組中，負責讓變異細胞自殺且抑制癌症的必要基因數量，比人類擁有的多更多。
抑制腫瘤的基因僅有1個的情況下，這個基因如果發生突變，在此之後要使癌化細胞自殺就變得困難，也就等於放任其增生；但再有多個抑制腫瘤基因的場合，就算累積了許多已經突變的細胞，剩下的自殺基因也還是能夠處理掉癌化細胞。因此研究者們就試著將北極鯨與人類的皮膚細胞(纖維母細胞)改造，測試抑癌基因對於減損時的耐性。
小鼠的纖維母細胞只要有2個無法作用時就會失去自殺能力，進而讓癌細胞產生；而人類的情況則需要喪失5個纖維母細胞才會開始癌化。若是北極鯨的腫瘤抑制基因擁有提高喪失量耐性的能力，應該能承受更多母細胞損失。
然而意外的是，北極鯨僅失去兩個抑制基因就會出現癌化。這個結果顯示北極鯨的抑癌能力並非依靠處份癌化細胞造成的。(北極鯨所擁有的抑癌基因總數不明，但比人類失去所需的數量更少這點來看，顯示鯨魚的癌症抑制並不依賴細胞自殺這個功能)
而研究人員隨後注目的是引起突變原因的 DNA 修復能力，一旦 DNA 受到損傷也能快速正確的修復，減少突變累積也是可能的事。然後研究人員將鯨魚、人類、老鼠及牛的 DNA 細胞鏈結切斷，並觀察其修復的過程。
通常將雙螺旋結構的 DNA 兩邊的鎖切斷一次就會造成嚴重的損傷，比起一般的 DNA 損傷更容易發生癌化突變是已知的現象。結果鯨魚的斷鍊 DNA 比起其他動物擁有更高速且精準的修復能力，由此證明北極鯨擁有優秀的 DNA 修復能力才是其抗癌的關鍵。
如此強大的修復能力，不禁讓人好奇到底北極鯨到底是有什麼樣的機制，能實現並生產這些強大 DNA 呢？
為此研究人員觀察了北極鯨的細胞，尋找到底是哪個基因有較高的活性。隨後就在北極鯨的 DNA 中發現了名為「CIBER」的基因，等級比人類、老鼠、牛等等其他動物高了許多。於是實驗將北極鯨的 CIBER 基因與人類及老鼠的基因進行改造，並調查是否出現修復能力的變化。
沒想到經過 CIBER 基因修改過的人類/老鼠細胞，比起原本的斷鍊 DNA 修復速度提升了兩倍。
研究員們表示「將人類與鯨魚的 CIBER 基因進行置換的治療，或是能開發出強化 CIBER 蛋白質增量的藥劑，改善人類的 DNA 修復能力，就有可能實現長壽及癌抗性強化的目標。」
但是強化修復能力的DNA，將會產生無法避免的副作用。
就是進化速度遲緩。
雖說生命的演化通常都是 DNA 發生關鍵的突變，但在高修復能力 DNA 的情況下，就算是無害且有益生存或環境適應的突變也會被阻撓。
完美的 DNA 修復能力與否定進化可能性無法脫鉤，這或許就是有利必有害，造物者也不會把好的能力通通倒在一個物種上對吧？
#癌細胞 #突變 #基因改造 #鯨魚 #長壽
原文出處：クジラのDNA修復遺伝子をマウス細胞に組み込みがん耐性の強化に成功
這項由美國羅徹斯特大學 (University of Rochester) 進行的研究顯示，北極鯨能活過200以上的長壽秘密，歸功於其優秀的 DNA 修復基因。
因為北極鯨的基因能快速修復 DNA 損傷，並防止細胞老化及因癌症引起的變異累積。另外也表明了將鯨魚的 DNA 修復因子與人類或小鼠的細胞結合，也能使人類跟小鼠的 DNA 修復效率提升兩倍！
如果這個修復因子能夠透過基改或基因治療的方式，適用於不僅人類及小鼠以外的犬貓禽畜等，或許能讓這些重要的動物提升抗癌能力或甚至延長壽命。但是這個修復強化的功效，伴隨著「一個小小的」副作用。
研究詳細內容公開於預印本『bioRxiv』
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探究北極鯨200年長壽的秘密
迄今為止的研究讓我們了解，大象以及鯨魚這類遠比人類龐大的生物，構成身體的每個細胞其實跟我們、甚至是小鼠一樣大。就因為細胞的大小一樣，所以體積巨大的動物擁有更多的細胞也是理所當然的吧？
另一方面，近年的研究也確認了癌症發生與 DNA 的關聯，是由於突變累積而造成的。正因如此，如果大象跟鯨魚的細胞跟人類的細胞是相同的速率再進行變異，那麼很快就會產生腫瘤，生命也應該會很快就結束才是。
但眾所皆知，非洲象的最長壽命約為60～70年，北極鯨更有存活超過200年以上的個體。根據過去進行過的研究表明，大象跟鯨魚根本上沒有癌症這種概念，即為「佩托悖論」。
這個理論告訴我們，象與鯨這類的大型生物，擁有比人類更優秀的抗癌能力。如果解明這種能力、而人類又能應用在身上的話，對於預防癌症這點就值得考慮了。
而這次羅徹斯特大學找了北極鯨，用其細胞來調查到底是何種機制在抑制癌症發生、進而達到長壽的秘密。
調查最初的著手點是「癌化細胞的處理能力」。對於癌化細胞，人類的免疫系統會對異常細胞發送自殺的信息，讓變異細胞增殖前進可能的處理掉。而大象在這一點就遠優於人類。
在大象的基因組中，負責讓變異細胞自殺且抑制癌症的必要基因數量，比人類擁有的多更多。
抑制腫瘤的基因僅有1個的情況下，這個基因如果發生突變，在此之後要使癌化細胞自殺就變得困難，也就等於放任其增生；但再有多個抑制腫瘤基因的場合，就算累積了許多已經突變的細胞，剩下的自殺基因也還是能夠處理掉癌化細胞。因此研究者們就試著將北極鯨與人類的皮膚細胞(纖維母細胞)改造，測試抑癌基因對於減損時的耐性。
小鼠的纖維母細胞只要有2個無法作用時就會失去自殺能力，進而讓癌細胞產生；而人類的情況則需要喪失5個纖維母細胞才會開始癌化。若是北極鯨的腫瘤抑制基因擁有提高喪失量耐性的能力，應該能承受更多母細胞損失。
然而意外的是，北極鯨僅失去兩個抑制基因就會出現癌化。這個結果顯示北極鯨的抑癌能力並非依靠處份癌化細胞造成的。(北極鯨所擁有的抑癌基因總數不明，但比人類失去所需的數量更少這點來看，顯示鯨魚的癌症抑制並不依賴細胞自殺這個功能)
而研究人員隨後注目的是引起突變原因的 DNA 修復能力，一旦 DNA 受到損傷也能快速正確的修復，減少突變累積也是可能的事。然後研究人員將鯨魚、人類、老鼠及牛的 DNA 細胞鏈結切斷，並觀察其修復的過程。
通常將雙螺旋結構的 DNA 兩邊的鎖切斷一次就會造成嚴重的損傷，比起一般的 DNA 損傷更容易發生癌化突變是已知的現象。結果鯨魚的斷鍊 DNA 比起其他動物擁有更高速且精準的修復能力，由此證明北極鯨擁有優秀的 DNA 修復能力才是其抗癌的關鍵。
如此強大的修復能力，不禁讓人好奇到底北極鯨到底是有什麼樣的機制，能實現並生產這些強大 DNA 呢？
為此研究人員觀察了北極鯨的細胞，尋找到底是哪個基因有較高的活性。隨後就在北極鯨的 DNA 中發現了名為「CIBER」的基因，等級比人類、老鼠、牛等等其他動物高了許多。於是實驗將北極鯨的 CIBER 基因與人類及老鼠的基因進行改造，並調查是否出現修復能力的變化。
沒想到經過 CIBER 基因修改過的人類/老鼠細胞，比起原本的斷鍊 DNA 修復速度提升了兩倍。
研究員們表示「將人類與鯨魚的 CIBER 基因進行置換的治療，或是能開發出強化 CIBER 蛋白質增量的藥劑，改善人類的 DNA 修復能力，就有可能實現長壽及癌抗性強化的目標。」
但是強化修復能力的DNA，將會產生無法避免的副作用。
就是進化速度遲緩。
雖說生命的演化通常都是 DNA 發生關鍵的突變，但在高修復能力 DNA 的情況下，就算是無害且有益生存或環境適應的突變也會被阻撓。
完美的 DNA 修復能力與否定進化可能性無法脫鉤，這或許就是有利必有害，造物者也不會把好的能力通通倒在一個物種上對吧？
#癌細胞 #突變 #基因改造 #鯨魚 #長壽
原文出處：クジラのDNA修復遺伝子をマウス細胞に組み込みがん耐性の強化に成功
