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“不老神兽”裸鼹鼠走下神坛?地位越高寿命越长?原来是免疫力不相同

“不老神兽”裸鼹鼠走下神坛?地位越高寿命越长?原来是免疫力不相同
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嘿,你们好!图上的这个丑丑的小东西,就是我们今天的主角——裸鼹鼠,唯一的“非衰老哺乳动物”[1]。

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裸鼹鼠的“不老”神话

至少在半个世纪以来,“不老神兽”裸鼹鼠让无数科学家着迷[2]。

这个来自东非地区的小家伙,属于穴居啮齿类动物。常年生活在地下,让它的眼睛变小、视力变差,但也赋予了它不怕缺氧、不怕疼痛的能力[2]。

尤其令人惊讶的是,虽然长得丑,但它活得长啊!

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裸鼹鼠的平均寿命超过30岁,是一般啮齿类动物的10倍,而且远远超过科学家们预估的寿命。比如在脊椎动物中,由于体重与寿命相关性很高,体型大的物种比体型小的寿命更长,科学家们常用这个指标估计物种的预期寿命,结果在裸鼹鼠身上却发现,它的寿命几乎是预期的五倍[1]。

有大量的研究发现,相比其他哺乳动物,裸鼹鼠的非传染性慢性疾病以及年龄相关性退行性疾病,比如骨质疏松、心血管疾病、神经退行性疾病和癌症,发病率明显更低[2]。尤其是癌症,英国癌症研究所剑桥中心的一项研究发现,尽管裸鼹鼠的体细胞也能被转化为癌细胞,但它们体内从来没有发现过癌症[3]!这或许是因为它们具有丰富的高分子透明质酸,更能抵抗致癌作用,避免健康细胞向癌细胞转化[2]。

顺便一提,裸鼹鼠社会唯一拥有繁衍权的女王,超过30岁仍保持高生育力,相当于不存在生殖衰老[1]。

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马、老鼠、人类的死亡率都会随年龄增长出现指数性上升,只有裸鼹鼠的死亡率是几乎不变

学界广泛认可的冈珀茨-梅卡姆死亡率定律认为,成年哺乳动物的死亡风险随着年龄增长出现指数增长。但是这一定律在裸鼹鼠身上失效了!它的死亡率不会随年龄增加而上升,至少在三十岁以内不会[1]。这成就了裸鼹鼠的“不老”神话。

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打破“不老”神话

然而,裸鼹鼠真的不会老吗?

随着激动的心情逐渐平静,人们意识到,“不老”的裸鼹鼠还是表现出了活动减少、皮肤改变等衰老表现[4]。

因此有人认为,死亡率未必是衡量衰老的最佳指标,冈珀茨-梅卡姆死亡率定律中可能忽略了某些因素,导致了裸鼹鼠不老的假象[5]。

甲基化时钟之父Steve Horvath就是其中之一,他选择走另一条路来判断裸鼹鼠是否会衰老。

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今年1月,Steve Horvath团队在顶级期刊《Nature》子刊《Nature communications》上发表了对裸鼹鼠的表观遗传衰老研究,宣告:人们认为“不老”的裸鼹鼠,也和其他哺乳动物一样会发生表观遗传衰老[4]!

生物体内DNA上甲基化高发区域CpG位点的甲基化水平会随年龄增长而变化,人们可以通过检测其甲基化水平来判断一个生物的生理年龄[6]。

因此在实验中,Steve Horvath团队对超过100只裸鼹鼠的血样进行了测序,评估了超过300万个常见的基因位点,观察到裸鼹鼠体内存在甲基化信息的丢失,这显示了它们的衰老[4]。

研究者们还开发了一种针对裸鼹鼠的表观遗传衰老时钟,能够根据裸鼹鼠体内随年龄增长发生的甲基化水平变化,准确地预测其年龄。并且发现这种小动物的衰老速度与它们已知的最大寿命是一致的[4]。

这打破了裸鼹鼠的“不老神话”!

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裸鼹鼠的“阿克琉斯之踵”

既然裸鼹鼠并非不老生物,那么它们的寿命会受到什么因素影响呢?

Steve Horvath团队发现,在等级分明的裸鼹鼠社会中,常年作为最高等级——女王的个体衰老更慢,意味着社会地位高的裸鼹鼠可能寿命更长[4]。

这和今年4月6日发表的另一研究结果不谋而合,并且这个团队的研究者们更进一步,观察到社会地位高的裸鼹鼠具有更大的脾脏[7]。

对人类来说,脾脏肿大通常是疾病的表现,而且本身也会导致血液相关的疾病[8]。但是对于裸鼹鼠来说,科学家们发现,排除疾病影响,个体的脾脏大小依然有显著差异。他们甚至能够将其分成小脾脏(ss)和大脾脏(ls)两组,其中ss组平均脾脏质量为体重的0.18%,ls组则是体重的0.35%,其中更多的大脾脏个体属于较高等级,而75%脾脏较小者处于裸鼹鼠社会的底层,而前者寿命比后者更长[7]。

为什么会这样呢?事实上,在实验室环境为裸鼹鼠群落滤掉了绝大多数外在死因的情况下,研究者只观察到了一个主要的死亡原因,那就是在裸鼹鼠女王更替时,与竞争对手发生争斗导致的伤口感染[7]。

这是因为裸鼹鼠的免疫系统和常规的啮齿类动物有明显区别,它们可能缺乏对抗病毒感染的经典自然杀伤细胞(NK细胞)[7]。此前有研究用1型单纯疱疹病毒对裸鼹鼠进行实验性感染,结果无一存活,证明裸鼹鼠在抗病毒能力上有明显缺陷[2]。或许这就是裸鼹鼠的“阿克琉斯之踵”。

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也许自然在创造裸鼹鼠时,漏掉了病毒免疫的能力

而通过检测免疫细胞的基因表达,研究者发现,脾脏较大的裸鼹鼠免疫细胞显著增加,能够更好地防御病原体,意味着它们能在病毒感染后具有更高的存活率[7]。等级更高的裸鼹鼠具有更大的脾脏,这或许是它们更长寿的原因。

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答案可能是:

免疫系统的社会性调节

啊这……难道事实就是这么绝望,连裸鼹鼠社会都是地位高寿命长吗?科学家们给出了另一种答案:可能是社会互动调节了裸鼹鼠的免疫系统[7]。

研究者们在裸鼹鼠社会中发现了一个有趣的现象:等级低的个体,免疫系统表现出促炎和抗菌表型,而等级高的个体则表现抗病毒表型[7]。这或许是因为,地位较高的裸鼹鼠通常负责族群的防御工作,和可能携带病原体的外来入侵者接触的风险更高,因此,某些驱动因素调整了这些更高等级个体的免疫能力,来应对自然界的挑战[7]。

呼,原来如此,好像有点“责任越大,能力越大”的意思。那究竟是什么驱动了裸鼹鼠脾脏的重塑呢?目前还有待确认。

对于裸鼹鼠的研究还在继续,尽管科学家们发现“不老神兽”并非不老,但它们对于年龄相关疾病和肿瘤的抵抗能力、它们特殊的社会结构、它们超乎寻常的寿命,都让裸鼹鼠成为一个值得深挖的课题,人们希望能从这种特殊的啮齿类动物身上找到对抗衰老的答案,派派也将继续追踪裸鼹鼠的最新研究,就像此前派派也对裸鼹鼠做过专题介绍,感兴趣的小伙伴可以点击回顾往期推文~

—— TIMEPIE ——

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