蝙蝠长寿秘诀揭示:免疫与抗癌的进化智慧或为人类健康提供新思路
时间:2026-09-09 11:30 来源:Nature 作者:Juan M. Vazquez, M. 点击:次
蝙蝠,这些夜空中的飞行哺乳动物,以其超乎寻常的长寿和抗病能力令科学家着迷。它们体型虽小,却拥有远超同体型动物的寿命,例如布兰特鼠耳蝠(Myotis brandtii)曾有一只个体在野外存活超过50年。这种生物学悖论促使科学家深入探索其背后的遗传机制。 基因组揭示长寿与免疫的关联在一项发表于《自然》杂志的研究中,加州大学伯克利分校的Juan Manuel Vazquez及其同事对八种鼠耳蝠属蝙蝠的基因组进行了比较分析。他们发现,寿命更长的蝙蝠物种,其基因组中与免疫防御和癌症抑制相关的基因显著富集。这一发现表明,健康衰老和疾病抵抗可能源于同一套生物机制:一个既能有效清除感染和异常细胞,又不会引发过度炎症的免疫系统,或许能同时延缓衰老相关的组织损伤。 “蝙蝠进化出了长寿且不患病的特性,这提示我们不必将衰老相关疾病和感染性疾病视为完全独立的领域,”Vazquez博士表示,“通过研究蝙蝠,我们或许能理解如何增强免疫系统以对抗病毒,同时避免其在老年时衰退;或者找到对抗肿瘤的新方法,使免疫系统不会因长期应激而耗竭。” 这一研究还触及了进化生物学中的经典谜题——皮托悖论(Peto's paradox):理论上,细胞数量多、寿命长的动物应积累更多致癌突变,但蝙蝠、鲸鱼和大象等物种却进化出了有效的癌症防御机制。 受损细胞:快速自我毁灭的智慧为了直接观察这些防御机制,Vazquez培养了从蝙蝠翅膀采集的细胞(目前他拥有来自32个物种、259个个体的细胞系),并将其暴露于导致严重DNA损伤的毒性化学物质中。结果出人意料:来自北美最长寿蝙蝠——小棕蝠(Myotis lucifugus)的细胞,并未增强DNA修复基因的活性,反而激活了促进细胞死亡的基因。 “我们发现了与预期完全相反的结果,”Vazquez说,“面对致死剂量的化学损伤,这种蝙蝠选择‘弃船逃生’,立即启动细胞凋亡程序,优先清除受损细胞。大象——另一种长寿且抗癌的物种——也采用完全相同的策略:如果无法修复细胞,就将其杀死。” 这种细胞自我毁灭过程称为细胞凋亡,是机体预防癌症的重要防线。受损细胞若继续分裂,可能将突变传递给后代;而细胞凋亡则能在肿瘤形成前消除这一威胁。 自然界的健康衰老解决方案该研究的合著者、加州大学伯克利分校的Peter Sudmant教授指出,这一发现表明动物多样性可作为人类疾病潜在解决方案的“图书馆”。“通过观察不同物种的非凡寿命,我们希望更好地理解DNA损伤与免疫系统之间的相互作用,从而帮助人类实现完整而健康的一生。”Sudmant说。 蝙蝠已经进化了约6000万年,如今占哺乳动物物种的约20%,遍布除南极洲外的所有大陆。鼠耳蝠属包含约139个物种,其寿命差异巨大:布兰特鼠耳蝠可活50年,而南美黑鼠耳蝠(Myotis nigricans)仅存活约7年。这种亲缘关系近而寿命差异大的特点,为研究衰老的遗传基础提供了理想模型。 飞行的高能量消耗可能塑造了蝙蝠的独特防御机制。Vazquez将蝙蝠每晚觅食比作每天跑数个超级马拉松,这种代谢压力可能促使细胞进化出更严格的损伤控制策略。 强大免疫与炎症控制的平衡蝙蝠的免疫系统似乎异常活跃,它们能携带多种病毒却不引发严重炎症。这种平衡至关重要:免疫反应过弱会导致感染或肿瘤扩散,而过强则损伤健康组织。蝙蝠进化出了既能维持强大抗病毒防御,又能严格控制炎症的机制。 “蝙蝠进化出了惊人的适应能力、疾病处理能力和癌症预防能力,”Vazquez说,“通过理解蝙蝠如何做到其他哺乳动物无法做到的事情,我们可能发现应对人类疾病的全新途径。” 研究还发现,蝙蝠的长寿相关基因与病毒互作基因存在显著重叠。鼠耳蝠属蝙蝠富含与DNA病毒(如疱疹病毒)互作的蛋白编码基因,这些蛋白有些帮助病毒感染细胞,有些则通过增强干扰素表达来强化防御。相比之下,人类和灵长类动物则拥有更多与RNA病毒(如HIV和新冠病毒)互作的基因。 这种免疫进化的差异可能解释了为何某些病毒在跨物种传播后变得危险。“人类和蝙蝠在免疫上‘不相匹配’,”Vazquez提醒,“这就是为什么我们在处理蝙蝠时必须小心——人畜共患病是双向的,我们既不想传染给蝙蝠,也不想从蝙蝠那里感染。” Sudmant教授正进一步研究细胞如何平衡抗病毒活性与自身DNA保护。“我特别感兴趣的是,蝙蝠如何既产生攻击病毒基因组的蛋白质,又保护自身基因组免受这些蛋白质的攻击。”这种精准调控的机制可能为增强免疫同时避免细胞损伤提供新策略。
Reference: “Insights into longevity and virus-driven adaptation from Myotis bat genomes” by Juan M. Vazquez, M. Elise Lauterbur, Saba Mottaghinia, Léa Gaucherand, Sarah Maesen, Michael Singer, Sarah Villa, Melanie Bucci, Devaughn Fraser, Genavieve Gray-Sandoval, Zeinab R. Haidar, Melissa Han, William Kohler, Tanya M. Lama, Amandine Le Corf, Clara Loyer, Dakota McMillan, Stacy Li, Johnathan Lo, Carine Rey, Samantha L. R. Capel, Kathleen Slocum, Melissa Sui, William Thomas, Janet Debelak Tyburec, Rachel Brem, Richard Miller, Michael Buchalski, Jose Pablo Vazquez-Medina, Sébastien Pfeffer, Lucie Etienne, David Enard and Peter H. Sudmant, 26 August 2026, Nature.
(责任编辑:泉水)DOI: 10.1038/s41586-026-10932-7 |