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2017年6月12日

鲨鱼的免疫相关基因显示出新变化

研究人员一直在研究大白鲨和大锤头鲨的遗传基因,他们的工作让我们进一步理解——从遗传意义上说,为什么人类很赞赏鲨鱼表现出的某些特征(特别是,加快伤口愈合、可能更高的抗肿瘤性)。

一个包括大白鲨和大锤头鲨的新的鲨鱼基因研究揭示了它们免疫基因内独特的改进,这些基因可以使伤口快速愈合且使海洋食肉动物预防癌症。这项研究让我们进一步理解——从遗传意义上说,为什么人类很赞赏鲨鱼表现出的某些特征。

众所周知,鲨鱼和鳐鱼伤口愈合的特别快,且推测他们更能能够预防癌症,但这需要进一步的研究。这些属性很可能与它们的免疫系统有关,这些免疫系统经过4亿年的进化得到了很好的调整。

诺瓦东南大学(NSU)拯救我们的海洋鲨鱼研究中心以及哈维研究所(GHRi)、康奈尔大学兽医学院刚刚发表在BMC Genomics期刊(首席作家是博士后的Nicholas Marra)的一项研究目前提供了一些鲨鱼和射线免疫基因经历的变化可能性以及这些免疫系统能力的第一个证据。

拯救我们的海洋鲨鱼研究中心以及哈维研究所的Mahmood Shivji博士说:“鲨鱼和鳐鱼的免疫系统在数亿年的进化中已经身经百战。利用基因组学的方法来了解它们的免疫起源可能会产生许多更令人兴奋的发现,其中一些可能转化为人类的医疗益处。现在我们有另一个重要原因避免目前世界许多地方发生的过度捕捞,以确保我们不会失去这些奇妙的生态关键动物。我们只是向这些古老的动物学习,看它们能教会我们什么,也可能为我们提供直接的生物医学效益。”

肿瘤相关的免疫基因。

研究人员发现了两种鲨鱼的免疫基因特别突出, legumain Bag1。这两种基因与人类有相似之处,它们的过度表达与一系列癌症相关。值得注意的是,新的研究表明,这些鲨鱼的基因已被修改,并经历了进化的自然选择。

 Michael Stanhope博士一同领导该研究的康奈尔大学的Shivji表示:“一些研究已经证实,实验室的研究中,鲨鱼的衍生化合物有抗肿瘤特性。有趣的是,目前在这些特定鲨鱼免疫基因中看到的进化证据,也恰好参与了促进人类癌症。”

然而,Shivji强调,了解摄入鲨鱼的部分并不会治愈或预防癌症是很重要的,事实上,由于鲨鱼的汞含量高,可能会损害人的健康。

虽然,鲨鱼和鳐鱼抵抗癌症这一概念需要严谨的科学验证,但这一研究结果有诱人的前景,与癌症相关的legumain Bag1  基因产生的蛋白质具有基因改进功能,包括预防动物患癌症。

例如,Bag1 基因,参与人类抑制必不可少的自然过程的蛋白质被成为“程序性细胞死亡”。这很重要,因为细胞程序性死亡过程消除不正常的细胞,癌症的标志之一是肿瘤细胞逃避这个关键的自然过程。因此,Bag1 基因中鲨鱼特定特征可能表明一个替代选择,或进化这个重要基因——一个会改变鲨鱼细胞程序性死亡的趋势。

创伤愈合相关基因。

鲨鱼免疫系统的新奇并没有就此结束。什么能够解释它们伤口快速愈合能力,而与无数细菌一同浸在海水里开口伤口会迅速感染?

鲨鱼的DNA序列提供了更多线索。研究团队发现,与骨鱼类相比,鲨鱼种类和鳐鱼检查不仅有更高比例的基因抗体介入免疫力,而且一些感染免疫相关性基因只在鲨鱼和鳐鱼中存在。

Stanhope教授说:“这种高比例的基因参与细胞的适应性免疫(抗体)功能,可能是鲨鱼和鳐鱼抗击感染并且高速愈合能力的关键原因。之前鲨鱼免疫系统的研究已经在抗体结构方面展现了惊喜,这些新的基因发现进一步增加了这种高度成功的脊椎动物的生物新颖性盒子。”

可以在《BMC Genomics》杂志上找到发表的研究。

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