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大型动物长寿之谜揭开:患致命癌症的几率低

王朝科普·作者佚名  2007-08-04
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体形巨大的鲸鱼往往不会受到癌症的困扰。(图片来源:Nature)

许多肿瘤对人类而言是致命的。然而,美国科学家的一项最新模拟研究表明,对体型较大的动物比如鲸鱼而言,肿瘤的出现可能更加普遍,但这些肿瘤往往不会致命。研究人员提出一种新的理论,即大型动物体内会逐渐进化产生更富有侵略性的肿瘤,而这些后来者会阻碍父代肿瘤的生长。相关论文发表在《综合与比较生物学》(Integrative and Comparative Biology)杂志上。

与体型较小的动物相比,大型动物通常体细胞较多,寿命也较长,这本应该使得它们更容易患上癌症,因为一方面细胞越多癌变的几率就越大。另外一方面年龄的增长会大大增加癌变风险。然而在现实世界中,动物患癌症的风险并未随着体格的增加而明显加大,这是一个困扰科学家多年的矛盾问题。

为了弄清这一问题,美国亚利桑那州立大学的生物学家John Nagy和同事假设自然选择倾向于最具有侵略性的肿瘤细胞,它们生长迅速,能够分泌促进血管生长的化学物质,从而获得足够的营养。

研究人员认为,大型动物体内的癌细胞会逐渐进化为“超级肿瘤”(hypertumour),它会破坏营养供给从而摧毁父代肿瘤。而大型动物的超级肿瘤只有进化得非常大的时候才可能是致命的,因此它们需要的进化时间也更长,这也就解释了为什么大型动物在众多肿瘤的影响下仍然能够长寿。

为了验证这一假设,Nagy等人用计算机模拟了单个随机定位肿瘤在美洲鼠兔、人类、蓝鲸等6种动物体内的演化过程。他们将每个物种的模拟程序都运行了1000次后发现,大多数动物进化出的超级肿瘤都阻碍了父代的生长。同时,物种的体型越大,产生的超级肿瘤也越多,而患上致命癌症的几率却相对较低。根据这一结果,研究人员推测,大型动物患上致命肿瘤的必要条件是肿瘤生长迅速并且高度脉管化。

伦敦帝国学院的生物学家Armand Leroi表示,“超级肿瘤的观点很有独创性,它将达尔文的进化论应用于癌细胞机制中来。”不过,加拿大蒙特利尔大学的病理学家Daniel Martineau却并不认同,他说,“论文作者过分简化了癌症的复杂性。他们关于不同哺乳动物具有相同的致癌风险的假设是错误的。比如,端粒酶(telomerase)在啮齿动物身上比人类更容易获得表达,这使得它们更加容易产生癌细胞,从而缩短了寿命并影响到对癌症的抵抗力。”

Nagy表示,“我们知道模拟研究证明不了什么,但是它确实提出了一种可供检验的预言,尤其是大型动物要产生致命肿瘤需要高度脉管化这一点。”如果研究人员接下来能够发现鲸鱼肿瘤是高度脉管化的,那将为这一新理论提供有力支持。(科学网 任霄鹏/编译)

来源:科学网

 
 
 
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