三联生活周刊 前天 23:21
探究裸鼹鼠的长寿奥秘及其对人类的启示
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本文探讨了哺乳动物中寿命极长的裸鼹鼠的长寿原因。与体型相近的其他哺乳动物相比,裸鼹鼠的平均寿命可达30年,是小鼠的十倍。文章介绍了科学家们研究发现的几种可能机制,包括其地下缺氧环境导致的低代谢率、真社会性生活结构带来的生存压力降低、高浓度的高分子量玻尿酸以及高效的DNA损伤修复机制。其中,上海同济大学的研究团队发现裸鼹鼠特有的cGAS蛋白不仅不阻碍DNA修复,反而能促进修复,这被认为是其长寿的关键因素之一,并在转基因果蝇和小鼠实验中得到验证,为未来人类延长寿命提供了新的思路。

🧬裸鼹鼠的低代谢率和地下生活环境是其长寿的初步原因。由于生活在缺氧的地下,它们的新陈代谢缓慢,产生的自由基少,且避免了紫外线对DNA的损伤。

🏘️真社会性结构可能减轻了裸鼹鼠的生存压力。如同蜂群一般的分工,由少数个体负责生育,其他个体则专注于维持社群,这被认为有助于降低整体的生理负担。

🧪高分子量玻尿酸(HMW-HA)在裸鼹鼠体内的高浓度可能抑制癌症和心血管疾病。实验显示,降低裸鼹鼠体内HMW-HA浓度会缩短其寿命,而将裸鼹鼠的HMW-HA合成酶基因导入小鼠体内则能延长寿命并减轻炎症。

🛠️高效的DNA损伤修复机制是裸鼹鼠长寿的关键。研究发现,裸鼹鼠特有的cGAS蛋白不会阻碍DNA修复,反而能促进该过程。与人类版本的cGAS相比,裸鼹鼠的cGAS存在4个关键氨基酸的差异,这使其在细胞核内不会干扰DNA修复,甚至有所助益。通过基因编辑将其他动物的cGAS替换为裸鼹鼠的版本,已在果蝇和小鼠实验中显示出延长寿命的潜力。

*本文为「三联生活周刊」原创内容

文|袁越
人类在哺乳动物当中已经算是寿命比较长的了,和人类体重大致相当的猪、羊等哺乳动物的平均寿命也就20年左右。但是,有一种哺乳动物却比人类活得更久,这就是原产自东非的裸鼹鼠(naked mole-rats)。这种成年后体重仅为30克左右的啮齿目动物平均能活30年,是同等重量小鼠平均寿命的10倍。如果人类掌握了裸鼹鼠的长寿技能,平均寿命有望达到200岁。

根据已发表的论文,裸鼹鼠的长寿有以下几个可能的原因。

《鼹鼠的故事》剧照
第一,裸鼹鼠生活在地下的缺氧环境中,导致其新陈代谢率非常低,这就意味着裸鼹鼠体内的氧化还原反应速度较慢,产生的自由基浓度很低,再加上地下环境没有紫外线,所以裸鼹鼠体内的蛋白质和DNA分子不易被破坏。但是,人类很难原样照搬这种类似古墓派小龙女的佛系生活方式,用处不大。

第二,裸鼹鼠是仅有的两种真社会性哺乳动物之一,每群裸鼹鼠都有一只女王和几只雄鼠负责生育,其余的大部分裸鼹鼠全都失去了生殖能力,类似蜂群中的工蜂。有科学家认为这种分工明确的社会结构可以显著降低裸鼹鼠的生存压力,这就是裸鼹鼠长寿的原因之一。人类当然没法照搬这种生活方式,但可以模仿其作用机理,通过减轻生活压力或者降低心理负担来延寿。

第三,裸鼹鼠很少得癌症或者心血管疾病,美国罗切斯特大学(University of Rochester)的研究人员通过实验发现原因很可能是高分子量玻尿酸(HMW-HA)。这是一种天然的多糖分子,具有保湿和修复的作用。裸鼹鼠体内的HMW-HA的浓度是人类和小鼠的10倍,如果人为降低其浓度,裸鼹鼠便没法活那么久了。研究人员尝试把裸鼹鼠版本的HMW-HA合成酶基因转入小鼠体内,结果证明这种转基因小鼠不但寿命延长了,体内的慢性炎症反应强度也降低了,相关论文发表在2023年8月23日出版的《自然》(Nature)杂志上。

实验中,一旦将裸鼹鼠cGAS上的那4个关键氨基酸改回人类版本,所有这些抗衰效果便全部消失(图源:Science)
虽然玻尿酸已经在医美界有着广泛的应用,但并不是每个人都希望自己体内突然增加好多玻尿酸,所以这个方法距离直接应用也存在很大障碍。这就引出了裸鼹鼠长寿的第四个原因,DNA损伤的高效修复机制。作为细胞内最长的大分子,DNA长链不可避免地会因为各种原因而发生断裂,大部分这类断裂都会被及时修复,但总会有一小部分断裂没能及时修好,导致DNA受损。随着年龄的增长,这类DNA损伤越积越多,这就是衰老的原因之一。

哺乳动物细胞内存在一种名为cGAS的免疫蛋白,其功能就是检测细胞核之外的游离DNA,因为这类DNA往往意味着病毒入侵或者癌细胞扩散。但当cGAS蛋白不小心进入细胞核之后,就会阻碍DNA修复机制的正常运转。上海同济大学毛志勇教授领导的研究团队发现裸鼹鼠的cGAS蛋白和其他哺乳动物的版本相比差了4个氨基酸,导致该蛋白不但不会阻碍DNA修复,反而会促进修复过程,相关论文发表在2025年10月9日出版的《科学》(Science)杂志上。

毛志勇教授认为,裸鼹鼠的这个特殊版本的cGAS蛋白就是长寿的原因之一,因为他们发现编码该蛋白的基因可以显著提高转基因果蝇和小鼠的寿命。如果我们用基因编辑的方式把人体中某些关键细胞的cGAS换成裸鼹鼠版本,也许就可以在不影响人类生活方式的前提下提高人类的平均寿命。

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排版:球球 / 审核:雅婷


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