大象怎麼抗癌?大量腫瘤抑制基因來助拳

根據 Nature 雜誌,至少兩份獨立研究中有提到大象演化出了許多抗腫瘤基因的「備份」,可能就是牠們很少得癌症的原因。
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Elephants play in Amboseli National park, Kenya, February 10, 2016. REUTERS/Goran Tomasevic
Elephants play in Amboseli National park, Kenya, February 10, 2016. REUTERS/Goran Tomasevic
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最近 Paypal 幫出身的傳奇矽谷投資人 Peter Thiel 看上猛瑪象和延年益壽的關聯 ,開始想著要讓猛瑪象起死回生,而這一切並非空穴來風,早在 2015 年就有研究顯示,大象和祖先猛瑪象的基因序列裡面,藏有抗癌的秘密。根據 Nature 雜誌,至少兩份獨立研究中有提到大象演化出了許多抗腫瘤基因的「備份」,可能就是牠們很少得癌症的原因。

皮托悖論

其實早在 1970 年代,英國牛津大學的流行病學家 Richard Peto 就曾經以不同的形式點出了這個問題。Peto 調查發現,癌症和動物的平均年齡與體型大小關聯極小,但奇怪的是,理論上而言體型愈大、年齡愈高,細胞分裂次數就愈多,突變成癌細胞的機率也會上升,這就誕生了知名的皮托悖論(Peto's Paradox)。Peto 於是推測,細胞一定有某種內部機制能保護生命週期較長的大型動物免於癌症威脅。

現在根據 2015 年的這兩份獨立研究,Peto 的問題得到了部分解答。在大象的體內一共有 20 份 TP53 基因,而包括人類在內的其他哺乳類卻只有一份。目前已知 TP53 能夠抑制腫瘤,一旦碰到有缺陷的 DNA,TP53 相關的蛋白質 p53 就會開始修補或者乾脆殺掉整個細胞。

找出 TP53 扮演的角色

上述提到的兩份獨立研究是由兩組不同人馬,幾乎同時展開的。來自猶他州立大學的兒童腫瘤學家 Joshua Schiffman 在一場研討會中聽到皮托悖論,其中講者 Carlo Maley 還提到他在非洲象的基因組中找到了多份 TP53。

剛好 Schiffman 本身就是專門治療少了 TP53 其一對偶基因的孩子,因此他開始思考大象的基因特徵也許能幫上他的病患。Schiffman 找來 Maley 一起合作,並向當地動物園要來大象的血液樣本來研究 TP53 在哺乳類白血球中是怎麼運作的。

而 2012 年芝加哥大學演化基因學家 Vincent  Lynch 在備課皮托悖論時,引發好奇,想要深入研究有沒有機制可以解釋這種現象。後來他搜尋大象的 PT53 基因,就找到了 20 份結果。

Schiffman 將研究成果發表在美國醫學會期刊上,而  Lynch 的研究則是張貼於 bioRxiv.org,並在 eLife 期刊接受審查。

在 Schiffman 的研究中,他們採用動物園的解剖紀錄,發現在上百筆大象死亡紀錄中,癌症發生率約在 3%,從老鼠到大象等各種哺乳類間,體型大小和癌症發生率沒有關聯。研究團又調查多出來的 PT53 轉譯的 p53 蛋白質讓大象血液對電離子輻射造成的 DNA 缺陷比人類敏感得多,一發現缺陷,大象細胞很快地就會啟動自殺式的凋亡機制。

猛瑪象也有數對 TP53

Lynch 的團隊則用動物園非洲和亞洲象的皮膚細胞做研究,得到了類似的結論,而且他們還發現,已經絕種的兩種猛瑪象也有超過一打的 TP53,但是牠們體型小得多的近親卻只有一對 TP53,因此 Lynch 也推測體型演化和 TP53 數量存在相當的關聯性。

Nature 報導中也提醒,倫敦癌症研究中心的癌症生物學家 Mel Greaves 認為, TP53 不可能是唯一的因素。比如當動物體型愈大,新陳代謝也會相對比較慢,細胞分裂速度也就跟著慢了下來。況且,TP53 的機制僅止於殺死細胞以阻止癌症。

他說,「如果大象也會抽煙和吃垃圾食物的話,還是能因此免於癌症嗎?我持懷疑態度。」

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