在北极冰封的海域深处,游弋着地球上最神秘、最长寿的巨兽之一——弓头鲸。它身长可达20米,体重超过80吨。但更令人惊讶的是它们极长的寿命,现代科学通过分析其眼球晶体、卵巢组织和鲸须,证实了弓头鲸可以存活超过200年。
神奇的是,这种长寿生物的癌症发生率非常低,也很少患上年龄相关疾病。这与我们日常中见到的现象完全不同,包括癌症、神经退行性疾病、心血管疾病在内,人类患这些疾病的风险会随着年龄增加而提升。
这暗示着,在漫长的演化道路上,弓头鲸必然演化出了某种独特而强大的机制,来对抗癌症和衰老的侵蚀。今天,发表在《自然》杂志的最新研究终于找到了其中的关键机制:强大的DNA修复能力。
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为了揭开谜底,研究者先测试了弓头鲸的细胞是否更难癌变。根据经典的“多阶段癌变模型”,一枚正常细胞需要积累多个关键的基因突变(即“打击”)才能变成癌细胞。研究者一开始推测,寿命和体型都远超人类的弓头鲸,可能需要更多的“打击”才能癌变,这或许是它抗癌的秘诀。
然而,实验结果让所有人大吃一惊。当研究者尝试用不同的致癌基因组合,去让弓头鲸的皮肤成纤维细胞癌变时,他们发现弓头鲸的细胞甚至更容易被转化,所需的致癌“打击”比人类细胞更少!这意味着弓头鲸细胞在更少的癌基因驱动下就癌变了,因此它们应该不是依靠肿瘤抑制基因来防止癌变。
研究者推测,如果癌基因在弓头鲸体内并不难“启动”,那么它很可能拥有一个极其高效的修复系统,能在癌细胞发展之前将基因错误精准修复。随后,他们对细胞的DNA修复能力进行了全面评估,结果显示弓头鲸细胞两种修复DNA双链断裂的核心策略效率都显著高于人类、小鼠等其他哺乳动物。这意味着,当DNA发生断裂时,弓头鲸的细胞能更高效地将其“缝合”。
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图片来源:123RF
另外,弓头鲸的修复不仅快,而且“准”。以容易出错的非同源性末端接合(NHEJ)修复为例,弓头鲸细胞在修复后产生的碱基缺失或插入远少于人类细胞。它们更倾向于进行精准无误的修复。
更值得关注的是,无论是自发的还是由致癌物诱导的突变,弓头鲸细胞积累新突变的速度都远低于其他物种。它们对大型染色体结构变异(如大片段缺失、倒位)的抵抗能力尤其突出,而这正是基因组不稳定和癌症的关键驱动因素。
在这种强大的修复能力背后,有着一个关键蛋白——冷诱导RNA结合蛋白(CIRBP)。该蛋白通常在低温等应激条件下被激活。令人惊讶的是,在弓头鲸的细胞和组织中,CIRBP在正常生理条件下就保持着极高的表达水平,远高于人类和其他哺乳动物。如果在人类细胞中过量表达弓头鲸的CIRBP,同样能显著提升DNA双链断裂的修复效率。
弓头鲸中的这一发现或许能为未来的癌症预防、治疗指明方向。未来,基于CIRBP或其他修复蛋白的疗法,或能帮助那些具有癌症遗传易感性的群体。甚至用于预防所有人在衰老过程中必然面临的基因组不稳定性。
参考资料:
[1] Firsanov, D., Zacher, M., Tian, X. et al. Evidence for improved DNA repair in long-lived bowhead whale. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09694-5
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