2013年6月20日訊 /生物谷BIOON/--同樣的分子可以讓裸鼴鼠的皮膚有彈性,也可以防止嚙齒動物患上癌癥,。自然的網站上今天公布的一項關于含糖細胞的分泌物能夠阻止腫瘤擴散的研究,。
裸鼴鼠是與豪豬關系比老鼠更密切相關的動物,是大自然的怪胎,。作為短視的動物,,他們過著地下殖民地生活,是有史以來發(fā)現的僅有的兩個“完全社會性'哺乳動物之一,。鼠類不感到刺痛酸或燒傷辣椒,,似乎是唯一無法調節(jié)體溫的的哺乳動物。
然而,,由于它們對癌癥的抵抗力太差,,致使裸鼴鼠的壽命很短。紐約州羅切斯特大學的生物學家安德烈Seluanov將80只裸鼴鼠放在一個特殊的設施內,,并且活到32歲,,科學家們從未發(fā)現它們其中有患癌癥的。與小鼠相比,,它們通常很少有活過四歲,,基本死于癌癥。
2009年,, Seluanov的團隊報道稱,,裸鼴鼠的成纖維細胞(存在于結締組織細胞類型)是比其它細胞更敏感,,在培養(yǎng)皿中,他們的成長沒有小鼠成纖維細胞那么擁擠,。他的實驗室工作人員很煩惱,,他們培養(yǎng)細胞的肉湯往往變成粘稠,堵塞了排水溝,。
“我們的實驗人員很不高興,,因為她需要拆解系統(tǒng)來清潔這一些糊糊的東西, ” Seluanov回憶說,。 “我告訴我的研究生,,我們必須找出糊糊的物質是什么 , 它應該與抗腫瘤作用有關,。當然,,在那個時候,只是胡亂猜測,。 ”
該小組很快發(fā)現,,管道問題是由于一個名為透明質酸(HA )的糖。成纖維細胞滲出HA ,,隨著膠原蛋白和其他化學物質,,它構成了組織的細胞外基質,并使皮膚有彈性,。 Seluanov的研究小組發(fā)現裸鼴鼠能夠產生大量的長鏈的HA,。
研究人員懷疑長的HA分子在細胞周圍形成了嚴密的籠子,防止腫瘤細胞的復擴散,,將'癌癥'抑制在萌芽狀態(tài),。裸鼴鼠的細胞組織培養(yǎng)實驗,可以通過阻斷該基因編碼HA或通過提高一種蛋白質水平來回收糖,。當在小鼠的皮膚下植入這些細胞時時,,很容易形成腫瘤。
馬薩諸塞州波士頓哈佛醫(yī)學院的分子生物學家Vadim Gladyshev,,他說,,這種機制有助于裸鼴鼠對癌癥抵抗作用,但他補充說,,其它一些機制可能發(fā)揮了一部分。例如,,當他和他的同事對動物的基因組進行測序,,他們發(fā)現裸鼴鼠的許多與癌癥有關的基因與其他脊椎動物不同。
Rochelle Buffenstein是圣安東尼奧得克薩斯大學健康科學中心老年病學的一名研究者,,這里擁有2500只動物,,是世界最大的裸鼴鼠 - 大鼠克隆的研究基地,,他說,現在不明白HA是如何對抗癌癥,,但是,,對裸鼴鼠抗癌機制將的研究將提供這種洞察力,可以用于應對人類癌癥,。
Seluanov的團隊計劃利用這種方法在實驗室的小鼠身上進行實驗,。研究人員希望能利用基因工程賦予老鼠與那些裸鼴鼠一樣的HA分子。他說導致生產長HA分子的藥物可能有一天會被證明是有益預防人類癌癥,。(生物谷Bioon.com)
Nature doi:10.1038/nature12234
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 years. 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 years. 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 cancer . 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.