裸鼴鼠的生物奇跡

今天故事的主角，是有著“地表最怪動物”之稱的裸鼴鼠（

Heterocephalus glaber

這些原產(chǎn)于非洲之角及肯尼亞部分地區(qū)的嚙齒動物雖然其貌不揚，但長期以來一直備受科學(xué)界關(guān)注：它們幾乎不會得癌癥，對一些疼痛免疫，能在缺氧環(huán)境下長時間生存，而且還有著極長的壽命。這些特性讓它成為研究抗衰老、抗癌和疼痛機制的理想生物模型。

在一項新發(fā)表于《科學(xué)》雜志的研究中，同濟(jì)大學(xué)的一個研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，先天免疫系統(tǒng)中的一種名為環(huán)鳥苷酸-腺苷酸合酶（cGAS）的酶，在裸鼴鼠體內(nèi)經(jīng)歷了進(jìn)化突變，這一變化增強了裸鼴鼠修復(fù)與衰老相關(guān)的DNA損傷的能力；而在其他物種中，比如人類與小鼠中，cGAS反而會抑制DNA修復(fù)。

衰老與長壽的關(guān)鍵

裸鼴鼠的壽命最長可達(dá)約37年——大約是同等體型物種的10倍。更令人意外的是，裸鼴鼠的基因組成與人類的相似度高于小鼠，這使它成為研究長壽分子機制的理想動物模型。

長壽的一個關(guān)鍵在于基因組穩(wěn)定性。雖然科學(xué)家將裸鼴鼠的超長壽命歸因于多種生物過程的適應(yīng)性變化，但從分子層面來說，裸鼴鼠是如何維持基因組穩(wěn)定性的，至今尚不清楚。

細(xì)胞在分裂過程中積累的DNA損傷與基因突變是推動衰老及多種年齡相關(guān)疾病的重要因素。其中，一個被稱為同源重組（HR）的過程，是維持DNA完整性的重要修復(fù)途徑。如果這一過程出現(xiàn)缺陷，就可能導(dǎo)致早衰或癌癥。

先前一些研究表明，在人類和小鼠的同源重組修復(fù)過程中，cGAS酶會被另一種蛋白質(zhì)從受損的DNA上“拉走”，從而抑制同源重組修復(fù)過程，進(jìn)而削弱DNA修復(fù)能力，促進(jìn)基因組不穩(wěn)定性。

四個氨基酸

在新的研究中，研究人員想知道，裸鼴鼠是否也會發(fā)生類似的過程。通過一系列實驗，他們發(fā)現(xiàn)，裸鼴鼠的cGAS與人類和小鼠的不同——它們能夠增強同源重組修復(fù)的效率！具體而言，這種功能上的逆轉(zhuǎn)源于裸鼴鼠cGAS的四個特定氨基酸發(fā)生了替換。

從分子機制上看，這四個氨基酸的變化能夠防止裸鼴鼠的cGAS在DNA損傷后被快速降解，使得裸鼴鼠的cGAS能夠更長時間地保留在染色質(zhì)上，這意味著它可以更有效地與其他DNA修復(fù)蛋白結(jié)合，從而提升細(xì)胞修復(fù)斷裂DNA的能力。研究人員認(rèn)為，裸鼴鼠的cGAS能減少應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞衰老、緩解器官退化。

為了驗證其作用，研究人員使用CRISPR–Cas9基因編輯工具，去除了裸鼴鼠細(xì)胞中的cGAS。這時，他們觀察到了細(xì)胞內(nèi)DNA損傷的顯著積累。在進(jìn)一步的實驗中，研究人員還利用果蠅模型進(jìn)行了驗證。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果蠅被基因改造成能夠表達(dá)帶有裸鼴鼠特有四處突變的人類cGAS酶時，它們的平均壽命能達(dá)到70天——比不表達(dá)cGAS的對照組果蠅（約60天），以及只表達(dá)普通人類cGAS的果蠅活得更長（約50天）。

潛在應(yīng)用

這些結(jié)果表明，裸鼴鼠cGAS中的四個特定氨基酸突變，不僅提升了DNA修復(fù)能力，并可能對其極長的壽命有直接的促進(jìn)作用。

研究人員認(rèn)為，未來科學(xué)家或許能夠通過調(diào)控cGAS，甚至利用基因組編輯將人類cGAS中的四個關(guān)鍵氨基酸替換為裸鼴鼠的版本，從而延長人類的壽命和健康壽命。

不過研究人員也強調(diào)，這些發(fā)現(xiàn)離真正用于人類抗衰治療還有相當(dāng)長的距離，通過調(diào)節(jié)cGAS等因子改善DNA修復(fù)，可能只是拼圖的一部分。裸鼴鼠驚人的長壽，或許是多種生理機制共同作用的結(jié)果。

#參考來源：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp5056

https://www.eurekalert.org/news-releases/1100810

https://www.nature.com/articles/d41586-025-03279-y

https://cen.acs.org/biological-chemistry/biochemistry/naked-mole-rats-molecular-secrets/103/web/2025/10

#圖片來源：

封面圖 & 首圖：Chiswick Chap via Wikipedia