所有巨蟹座,无论大小
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2014年,克罗地亚遗传学家Tomislav domazet - loso博士和他在德国基尔大学的同事们发表了一篇论文描述了两种不同的微小淡水物种的肿瘤九头蛇.九头蛇只是一根长有触须的管子,由三组不同的干细胞组成。其中一组被称为间质干细胞,被证明是癌症的来源,严重影响生长和生育能力。值得注意的是,这些肿瘤完全是自发的:研究人员没有使用任何技术,如基因修饰或化学制剂治疗来诱导它们。但是,尽管九头蛇它们可能是目前已知的最简单的会患癌症的生物,但远非人类以外唯一的例子。
癌症几乎存在于多细胞生命之树的每一个分支上,从最简单的到最复杂的。侵入性癌症在医学上的定义是肿瘤细胞是否突破了包裹组织和器官的基底膜。有些类型的生物没有这种屏障层,但仍然会受到细胞繁殖失控的影响。例如,植物会长出很大的生长,称为瘿,这通常是感染或寄生的结果。在红藻中可以发现类似肿瘤的肿块,在蘑菇中发现了侵入性生长,而简单的霉菌可以以类似癌症的异常方式开始增殖。
一群恶性肿瘤
一个 最近公布的动物名单 已知受癌症影响的生物长达二十多页,其中包括一排海洋生物,读起来就像世界上最奇怪的寿司店的菜单。有 蛤、蛤蜊、螃蟹、鲶鱼、洞穴鱼、鳕鱼、珊瑚和quahog。小热带鱼,天使鱼,宝石鱼和金鱼。熔体,鲑鱼,海鲷,杂草海龙和更多。奇怪的是,栉水母和海绵似乎对癌症有很强的抵抗力,迄今为止还没有已知的肿瘤记录。海绵的一种,Tethya wilhelma,可以 能够承受大约100倍于致死x射线的辐射 它为研究癌症抗性提供了一个迷人的模型系统,可以揭示帮助我们人类抵御疾病的线索。
青蛙、蟾蜍和其他两栖动物都有肿瘤,蛇、乌龟、乌龟和蜥蜴等一系列爬行动物也有肿瘤。癌症出现在很多鸟类身上,从长尾小鹦鹉到企鹅,从凤头鹦鹉到食火鸡,从黑腹鸣鸭到普通或花园的虎皮鹦鹉,更不用说一种奇怪的情况 三足知更鸟,腹部有癌变肿块 , 1919年的一天,芝加哥的H. K. Coale先生拥有了它。从土狼到斑马,我们的哺乳动物同胞也受到各种癌症的影响:鲸鱼、小袋鼠、狒狒、獾、邦戈以及介于两者之间的所有生物。
这些关于癌症的终生调查挑战了“鲨鱼不会得癌症”这一顽固但不正确的观点。肿瘤有被发现在 多种鲨鱼 包括家族中最臭名昭著的, 大白鲨 .不管怎样,这种误解已经导致了数以百万计的鲨鱼被不必要地屠杀,用来制造软骨药丸,卖给绝望的癌症患者,尽管多项临床试验表明它们是无效的。
在化石记录中也有证据表明动物物种中有癌症。2003年,一个研究小组带着便携式x光机参观了北美的博物馆,拍摄了1万多块恐龙骨骼的照片,并揭示了这些化石 多只鸭嘴龙身上都有肿瘤的迹象鸭嘴龙家庭 .2020年,加拿大研究人员 发表了骨肉瘤的诊断 在草食角恐龙化石标本中尖角龙apertus它的历史可以追溯到7500万年前。甚至有可能 古代茎龟腿骨上的肿瘤 它们最后一次在三叠纪海洋中游荡大约是在2.4亿年前。
癌症在物种和进化过程中的广泛存在告诉我们,癌症的发展与多细胞生命有着密不可分的联系。如果宇宙中存在复杂的多细胞外星生命,那么这些生物中的大多数也很可能容易患上癌症。如果你体内有很多细胞,无论你是什么物种,其中一些细胞都有可能开始反抗它们细胞“社会”的“规则”,并开始朝着癌症的方向前进。
解决癌症悖论
尽管我们可以明确地说癌症不是人类独有的疾病,但仍有一种广泛的假设,即这种疾病在我们人类中比在其他任何物种中都更普遍。尽管在动物王国中进行全面的癌症调查存在固有的挑战,但我们目前掌握的证据表明,情况并非如此,特别是当你把吸烟等不健康的人类习惯排除在外时。在比较不同物种之间的基准癌症风险时,人类处于中间位置。我们在一生中患癌症的可能性比老鼠低得多,但比大象和鲸鱼等哺乳动物世界的巨人更容易受到影响。
有些事情说不通。如果癌症是多细胞生命的必然结果,那么动物体内的细胞越多,就越有可能得癌症。此外,这一问题在寿命很长的动物(包括人类)身上应该会加剧。然而,根据我们拥有的数据,癌症发展的变化是体重和寿命的函数 在大多数物种中大致相同 .这个观察结果 癌症风险与寿命或体型并不完全一致 被称为皮托悖论(以英国统计学家理查德·皮托的名字命名,他在20世纪70年代首次注意到这个问题)。
在2020年, 艾米·博迪博士 在加州大学圣巴巴拉分校,她和她的合作者发表了进一步的证据,支持皮托悖论 令人印象深刻的研究观察了37种不同哺乳动物的癌症发病率 被关在圣地亚哥动物园和野生动物园。他们的研究结果表明,不同物种的寿命、体重和癌症患病率之间没有相关性。然而,他们确实发现,相对寿命较短的物种,如负鼠和土拨鼠,相比于海豹和大象等寿命较长,后代较少的动物,它们更容易患肿瘤。
这项研究和其他类似的研究揭示了生长、长寿和繁殖之间的进化权衡。从“活得快而死得早”的小型哺乳动物——只存在短短几年,并产生尽可能多的后代——到倾向于长得大、活几十年而产仔较少的“慢火动物”。 研究自然界的慢火生物 揭示了这些物种是如何在这么长时间内避免癌症的有趣见解,我们或许可以将其转化为我们的优势。
来自其他物种的见解
也许最著名的长寿、抗癌哺乳动物的例子是裸鼹鼠,这是一种群居的啮齿动物,寿命可达30年,最像一根有牙齿的皱纹香肠。虽然有时人们说这些动物永远不会得癌症,但在圈养的群体中也有一些记录在案的病例,然而这种疾病对于小型啮齿动物来说非常罕见。它们具有非凡的抗癌能力的确切原因尚不清楚,在某些地区, 高度有争议 .
一种观点认为,动物低热量、低温的生活方式减少了细胞内有害自由基的产生。另一种解释是激素和其他促进细胞生长的分子水平的改变,是由于裸鼹鼠富含多酚的素食,或者是由于与小鼠相比,裸鼹鼠的免疫细胞极不寻常。
裸鼹鼠的组织会产生一种异常大而有粘性的透明质酸,这是一种“细胞胶水”,可能会加强细胞之间的接触和交流,防止它们癌变。裸鼹鼠的细胞也比其他小型啮齿动物的细胞更能抵抗压力和DNA损伤,并且对接触抑制高度敏感,如果它们变得拥挤,就会停止增殖。
其他物种用自己的方式解决了皮托悖论。例如, 水豚有特别警惕的免疫细胞 在流氓细胞生长成肿瘤前找出并摧毁它们。大象 进化出一种编码p53分子的基因的多个副本 -所谓的“基因组守护者”-在受损细胞有机会癌变之前迅速激活凋亡细胞自杀途径。
研究其他物种的癌症有助于我们更深入地了解人类细胞的脆弱性,以及我们如何克服它们。我们现在能够打开大自然的工具箱,揭示出经过数百万年的进化,产生不同的癌症防御机制和降低风险的配方和成分。
作者简介
凯特·阿尼(Kat Arney)是生命科学传播机构First Create the Media的作家、播音员和创意总监。她的新书, 反叛细胞:癌症,进化和生命科学 Weidenfeld & Nicolson出版社出版。
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