世界上最古老的裸体鼹鼠的漫长而奇怪的生活

2021-06-04 07:20:22

乔从他出生的那天起看起来很老,在1982年回来。他是粉红色和眯眼和皱纹。他的牙齿很奇怪:他的门牙坐在嘴唇外,让他挖出嘴巴的嘴巴,因为他为他的管形身体挖掘隧道。

“他看起来非常相同,”一位比较生物学家Rochelle Buffenstein说,他在20世纪80年代以来在南非开普敦的博士工作时研究了赤裸的鼹鼠大鼠。那就是她遇到了乔的地方。 (他没有官方名字,所以我们要和乔一起去。)几年后,Buffenstein正在开始对鼹鼠大鼠维生素D新陈代谢的研究,因为他们将所有的时间都在黑暗的隧道中消磨太阳。她搬到了约翰内斯堡,一些受试者开始了她的工作,离开了乔。他最终被送到了辛辛那提动物园。但他和巴菲斯坦很快就会团聚。

在20世纪90年代末,Buffenstein注意到一些奇怪的东西:她的鼹鼠大鼠不会死。

“他们超过15岁,这是啮齿动物标准极度长期以来,”Buffenstein说。 “所以我想,”哇,他们应该只活六年;他们生活的最大寿命多于两倍。“”她枢转了老化研究,知道这个领域很重要,而是被解读。在2000年代初,乔在动物园的其他一半过去了,他需要一个新的伴侣。 Buffenstein提供帮助他在纽约的实验室中开始新的殖民地,并从那以后,他与Buffenstein一起旅行到纽约,德克萨斯州和加利福尼亚州的研究职位。

今天,乔仍然是一种皱纹的啮齿动物,具有味道蔬菜的味道。但他现在是Buffenstein最古老的裸体鼹鼠,今年最古老的录音乔第39届。这是九次比典型的小鼠活着,而不是其他类似尺寸的啮齿动物的五倍。

当Buffenstein阐述学习裸体鼹鼠的年龄,她的生物学之前和之后的样本 - 以确定它们的骨骼或器官,甚至抗氧化水平的变化。她等了。然后等了一些。 “这非常令人沮丧," Buffenstein说。 "因为你想看到这种变化发生,这样你就可以触发到什么改变。“

然后,Buffenstein是一个看着鼹鼠老鼠和老化的一些研究人员之一。现在,鼹鼠是所有的愤怒,世界各地的实验室正在探索他们的基本生物学,目的是利用这些见解开发可能阻止人民年龄蹂躏的药物。因为人和大猩猩得到高血压。小鼠和斑马鱼得到癌症。袋鼠和狗得到关节炎。无休止的老龄疾病列表瘟疫是无穷无尽的动物名单。 “和”和“和”和“但”但“使科学家的眼睛春天开放。乔是一个“但是”。在他们过期之前,鼹鼠享有令人难以置信的漫长而健康的生活。

“赤裸的鼹鼠鼠表示,它不是不可避免的,”Buffenstein说,他现在适用于谷歌的Biotech Spinoff,Calico Labs,它是r& d对抗老化和相关疾病。 "他们显然有一个蓝图来脱掉老化。“

但那个蓝图是什么?可能是它们的细胞具有保护性分子的特点;大量基因出乎意料地打开或关闭;或者,它们的免疫系统,器官或细胞膜的构成是完全不同的。 (也许甚至太彻底不同。)鼹鼠的大鼠研究人员还没有设法利用这些青年喷泉。也许他们独特的抗衰老技巧注定要扩展人类生活 - 或者他们只是一个不可避免的死胡同。

乔勉强年龄,但你这样做。随着年龄的增长,您的细胞功能会恶化,使您的身体更容易受到疾病和最终死亡的影响。您的DNA对氧化分子的损伤造成损伤,也攻击蛋白质和脂肪,从内部显微镜地撕裂。旧的“衰老”细胞停止复制。恢复活力干细胞的储备干燥。细胞之间的沟通破裂,炎症起来。没有单一的力量推动细胞衰老;这是一个反馈循环网络。酶读取基因,如杂货名单的不同蛋白质制备,那些蛋白质可能会保护酶或那种基因或一些全体的方法。您的身体被编程为容忍这些颠簸和瘀伤。 “虽然我们很年轻,但这种修复实际上几乎完美的工作,”罗切斯特大学的鼹鼠大鼠研究鼹鼠大鼠的生物病理学家Vera Gorbunova说。然而,当老化设置时,“现在损坏了修复。”基因读数酶在脑中脱毛,椎体蛋白质胶质泡沫,溅射线粒体削弱了肌肉,癌症绽放。

什么开始生活作为一个平衡的旋转快速变速的错误和修复,通过生锈的机械抛出龙骨的吱吱声扔掉了龙骨,而且没有巨大的维修工作;更容易受风的影响,以及你的脊椎上的残酷地狱。

由于老化累积的损坏,它也加速了。你的身体观察着叫做Gompertz死亡率法的一些数学模型,这些模型量化了如何随着动物变老的呈指数呈指数级增加的内在危险程度。虽然生命跨度因不同物种而异,但Gompertz曲线的形状是佳能。实验室老鼠每三个月左右死亡的风险。对于一只狗,这是大约每三年。一旦人的转弯25,他们每八年死亡的风险就会加倍。裸体鼹鼠的大鼠不会被这些规则发挥。

2018年,巴利克州和她的同事发表了一篇论文,表明裸体鼹鼠老鼠蔑视Gompertz死亡率法。即使在35岁时,乔已经没有统计学上加倍染色的风险,而赤裸的鼹鼠大鼠当然仍然死亡,但风险几乎保持平坦。 “他们没有阅读教科书,”Buffenstein说。 “他们不知道他们是如何表现的。”

像Joe这样的鼹鼠肯定会表现出与老龄化无关的奇怪行为。一方面,他们是Eusocalial,哺乳动物之间的罕见性。这意味着一个女王在整个殖民地上规则。她伴有最多三个男性,甚至在青春期后30年仍然肥沃。 (对于一个等同于300岁的婴儿的人。)乔,因为它发生,是一种罕见的养殖男性。他的晚母亲,就像每个鼹鼠鼠标'母亲,是一个女王,她保留了其他女性,这些女性与支配和推进的行为一起制作,这可能有时看起来很激烈,具体取决于暴君。

乔已经看到王朝上升和跌倒。他和他的殖民地伙伴在他们的岁月里度过了清洁巢穴,照顾女王,并防止入侵者作为指定的工人或仇外士兵。他们中的大多数人都会生活相对健康的生命。而且因为他们住在深沙漠洞穴中,鼹鼠大鼠有很少的天然捕食者。

那么杀死一只裸体鼹鼠鼠了什么? “他们互相殴打,”伊利诺伊大学的兽医病理学家Martha Delaney说。裸体鼹鼠是极端的曲折。他们会攻击局外人,互相推动和咬人,并将殖民地成员宣传为Autacts。

“他们是可爱的,可爱的动物,”梅丽莎·福尔摩斯以极大的诚意说。福尔摩斯是多伦多大学的行为神经科学家,他们与1,000多只裸体鼹鼠合作。鼹鼠大鼠奇怪的Eusocial结构的内部工作赢得了侵略的声誉。 “但对于生活在如此大群体中的动物,它们非常稳定,”她说。

福尔摩斯有12年的殖民地。 “在我的一些殖民地中,我们从来没有受伤,”她说。 “那个令人惊叹的 - 动物居住在一起,多年来缺乏侵略。”

这不是裸体鼹鼠从未年龄或生病。他们是这样。但他们的身体以某种方式慢慢减慢这些过程。虽然多年来,典型的哺乳动物的骨骼变得更加脆弱,但鼹鼠鼠骨保持相同的矿物质含量,并保持实体。人们倾向于随着年龄的增长而变得更加脂肪。裸体鼹鼠?不。

“但是最引人注目的系统,”Buffenstein说,“心血管。”人类静脉和动脉通常随着时间而加强。这些墙壁越严酷,心脏必须泵越圆。血压上升。死亡风险上升。裸体鼹鼠血管在整个寿命中保持弹性。 “我们'在心脏功能中看起来的每种措施都不会从六个月到24岁之间保持不变,”她说。

在人类中,心脏病是死亡的主要原因。癌症是第二个。大约40%的美国人在寿命中发展癌症。对于裸摩尔大鼠,概率远低于1%。在2008年的研究中,Buffenstein在一组800只摩尔大鼠中没有报告癌症。截至2021年,BufeNstein表示,她只发现了超过3,000名尸体的癌症。

“他们做得很好,”德莱尼说,他们很好,只是像生理奇迹一样。“ Delaney主要研究动物园中的裸体摩尔大鼠,扫描活检和组织切片以挑剔它们的死亡。她说,她在两个裸体鼹鼠中发现了一对蛋白癌症(“评估数百和数百人”)。疾病都没有致命。裸体摩尔​​大鼠随着年龄的增长,发展肾脏和脑病变,但那些很少变成疾病。

这种意想不到的弹性意味着他们的生物学可能有一些关于我们可以用丸形式捕获的生物学 - 或可能有一天作为基因治疗 - 为人类。 “那个'为什么我认为他们现在如此受欢迎,”德雷尼说,“作为癌症不仅仅是癌症的研究模型,而是有效的疾病。”但是,很受欢迎,真正的收益仍然难以捉摸。

科学家们希望整理我们的生物学中调整的内容,以模仿鼹鼠大鼠的长寿。服用癌症。鼹鼠大鼠在避免癌症患者认为,研究人员认为他们的细胞可能与防止突变细胞接管之前的保护分子硬连线。例如,裸摩尔大鼠细胞缩小大量称为P53的蛋白质,已知抑制肿瘤。去年,Buffenstein报告说,它们在其结缔组织中显示出10倍,而不是在人和小鼠中 - 它更稳定。

还请记住人类衰老与DNA和其他细胞赔率有何相关,并结束分崩离析?一种叫做NRF2的蛋白质,或核因子红细胞2相关因子2,可以防止该下降到疾病中。这是一个转录因子,这意味着它粘在DNA中并激活保护细胞的某些基因。 NRF2作为一种抗氧化剂,排毒剂和蛋白质的一种过境护罩,使其他蛋白质免于误用。 “每次我看,它似乎都在调节诸如老化和长寿同样重要的东西,”Buffenstein说。心脏病,糖尿病,抑郁症,她仍​​在继续,“只是关于你能想到的每种疾病似乎都有伴随的低水平的NRF2。”

所有哺乳动物(包括人)都自然地制作该蛋白质,但Buffenstein最近发现裸鼹鼠版本更加活跃,是因为它在绑定时更加丰富或更好。药物开发人员还注意到NRF2参与批准治疗特定疾病的药物。例如,二甲双胍,糖尿病药物,也激活NRF2并正在研究抗衰老。雷帕霉素,在器官移植后处方的免疫抑制剂,激活NRF2并在雄性和雌性小鼠中延伸寿命约25%。正在进行临床试验以对人类衰老进行测试。也许NRF2有助于摩尔大鼠同时逃离多种衰老相关疾病的发作。

但这是将毒品施加到新用途的东西:更多并不总是更好。 NRF2水平过低或过高的水平可导致癌性生长。 P53也是如此。 “我们总是要小心,因为许多疾病状态都劫持了同样的蛋白质,让他们对他们有利的工作,”Buffenstein说。 “它'这非常精细的线条弄清楚如何帮助你,而与如何用来杀死你。”

摩尔大鼠不太可能只有一种独特的机制,这些机制减轻了疾病,如癌症扩散,更少老化。赤裸的摩尔大鼠可能从不仅仅是一种保护免受DNA损伤的一个基因的寿命,或一种保持错误折叠蛋白质从脑袋中伸出的一种酶 - 它从多种适应中出现,每个都在串联中工作以保持身体活着。

许多实验室正在研究这些适应的地方。对人类的治疗可能来自他们发现的任何独特的过程,甚至是许多单独的过程。 “它不是一个解决方案,”Gorbunova说。 “我们必须从多个角度学习。"

所以鼹鼠大鼠毫无疑问,这可能很有用,但它们也可能变得太奇怪。密歇根州生物学家大学的Rich Miller说,他们的孤立,无捕食者的地下存在可能是太独特的翻译。 “它不是一个安全赌注,”他说。米勒没有研究裸体鼹鼠,但他研究了50多年的动物老龄化,是雷帕霉素和二甲双胍等测试干预的专家,领先的是国家老龄化介入测试计划的三位实验室之一,几乎两个几十年。 "它们非常奇怪,在很多方面,与其他类型的慢动作哺乳动物如此不同,"他说。例如,一种称为硫氧嗪还原酶2的特定抗氧化剂的水平在长寿啮齿动物,灵长类动物和鸟类米勒中升高。但它不在裸体鼹鼠中。

要确定,他们仍然是哺乳动物。 (“我们与啮齿动物相当类似,”Gorbunova说。“它并不喜欢他们'再一种海绵。”)但是当一个特斯拉是一辆车,它的备件不会修复你的备件堂兄的福特派对。也许真正的好东西是不同的 - 并且是不可调和的不可思失。

赤裸的摩尔大鼠可能充满如此"特质,"阿拉巴马大学伯明翰大学生物学家史蒂夫·奥斯塔德(Steve Austad)是自20世纪80年代以来在动物中学的老龄化。但是奥斯塔德并没有将独特的教训视为不可思议的课程。他暗示了研究这一物种,而是研究一种多样化的长寿哺乳动物,如鲍马鲸和Brandt的蝙蝠,将指出重要重叠。 “这可能是有些技巧,自然已经发明了时间和时间再次,”他说。 “我和#39;也许是'更容易与人类相关的东西。”

和Gorbunova在她的实验室中研究过几十种种类的组织,说对非传统动物受试者的兴趣正在增长。现在,她说,“人们相信它。”

毒品' t这里还有,但是解码动物秘密的生物技术工具已经得到增压。基因组分析比以往更快且更可靠。她说,Buffenstein' S团队正在重新审视裸体鼹鼠基因组 - 出版的版本不足以寻找新的基因。 “你不知道你是否知道你是不是看到一些东西,因为它真的丢失了或者因为基因组质量差。”从划伤中注释序列将有助于追踪哪种基因批判性存在,并且这是重点不寻常的或不存在的。更好的技术还在给研究人员彻底看看鼹鼠大鼠表观蛋白酶 - 这套分子骑行沿着整个生命中的DNA粘在脱节中。

随着生物技术工具已经变得更加精致,搜索鼹鼠老鼠秘密在每一个可想而出的方向上都分裂。来自罗切斯特的生物学家Gorbunova,共用了含有透明质酸的淀粉样分子。赤裸的摩尔大鼠细胞搅拌了吨的东西,她的实验室已经将其与骨关节炎和癌症的强硬态。剑桥大学的神经生理学家Ewan St. John Smith确定了基因变异和蛋白质,使Joe和他的消除感受来自酸的疼痛。其他实验室正在分析动物的肠道微生物组或用重编程的摩尔大鼠干细胞进行修补。他们的线粒体吞噬了少量与长期人体健康跨度相关的肽,并且它们的摩尔大鼠大脑似乎不适用于与阿尔茨海默氏症相关的高水平。他们的身体在拆解功能障碍蛋白质方面是特殊的,并且令人惊讶地耐受他人。他们的生活在拥挤的低氧气挖洞中的味道使它们不太容易癫痫发作,并且可能适应疼痛受体。

在乔的朋友睡觉和吱吱声的地方,Buffenstein也在没有远离Joe的朋友睡觉和吱吱声的床位。由于他们脱掉疾病,因此,她希望找到一个天然杀手细胞的节日 - 快速的击中队伍,即在人类变得更大的问题之前,在人类中排出癌细胞和病原体。 “再次,这些小牧师让我疯狂,”她说。 “我们根本无法找到自然杀手细胞。” Buffenstein说,更多致命的T细胞可能会拿起松弛。他们还有更高比例的巨噬细胞和中性粒细胞 - 进入脓液的入侵者白细胞。 “刚刚立即摧毁了外国并摧毁了任何东西,即时突破这一点。对于鼹鼠大鼠(和人类)的健康,仍有比答案更多的问题。

“我有点像动物赢得的事实,”Buffenstein说,“而且我们还有很多。”

Buffenstein和她的团队将在明年庆祝Joe的40岁。据我们所知,他只是想要一些甜蜜的马铃薯,以及他的女王的一些品质时间,也许有点皱纹霜。他将是第一个生活令人震惊的人。而且,也许不是最后一个。

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