大象家族是如何远离癌症的

几年前，我们在这里的节目中采访了文森特·林奇。他解决了“皮托悖论”——一个明显的矛盾，尽管大象的身体很大，因此有更多的细胞可以变成恶性肿瘤，但实际上大象的癌症水平非常低。他报告说，它们是通过增加一种叫做p53的保护性基因的拷贝来杀死癌细胞的。现在，他扩大了最初研究的范围，既要在整个大象基因组中寻找其他抗癌基因，也要考虑大象家族的其他成员，正如他告诉克里斯·史密斯的那样……

文森特:在之前的一项研究中，我们已经证明大象有一堆额外的p53基因拷贝，这是一种主要的肿瘤抑制因子。它的工作是绕过你所有的细胞，当它感觉到这些细胞可能会引发癌症时，就会让这些细胞杀死自己。我们认为这可能与大象能够进化出这么大的体型和这么长的寿命有关。我们这次做的是说，好吧，而不是专注于一个基因p53，当我们观察基因组中的所有基因时会发生什么?基因组包含20 - 22000个基因。我们来看看所有的。事实证明，大象有很多额外的基因拷贝，它们的功能是监视细胞中与最终演变成癌症相关的各种损伤，要么处理这种损伤，要么导致细胞自杀。因此，看起来大象进化出如此庞大的身体和长寿的方式之一就是拥有大量这些抗肿瘤基因的额外拷贝。

克里斯:大象当然是和大象相似的动物家族的一员，但它们并不都是巨大的。所以如果我们观察同一群动物中的小型动物，它们是否也有这种大规模的扩张，还是只有大象作为大型动物才有这种扩张?

文森特:现存的大象体型很大，而已经灭绝的大象，比如猛犸象和乳齿象，体型更大。所以这个谱系包括很多大型动物。但它们现存的近亲都非常小，比如海牛和土拨鼠大小的土拨鼠，还有一大堆非常小的动物——大约中等大小的狗或老鼠。当我们观察它们的DNA时，我们看到了相似的东西，它们都有这些抗肿瘤基因的额外拷贝。只是大象和它们的近亲相比有很多额外的拷贝。

克里斯-所以这说明，尽管所有这些动物都有一个共同的祖先而那个共同的祖先有很多这些基因的拷贝，但在进化成体型非常非常大的动物，比如大象或更大的动物的过程中存在着非常强的选择，需要更多的拷贝来维持体型?

文森特-对，没错。所以看起来在这一群动物中，有一种获得额外抗癌基因副本的趋势，但是随着大象进化出更大的身体，有一些额外的选择可能需要它们拥有更多额外的抗癌基因副本。这就是我们在观察它们的基因组时所看到的。

克里斯:有趣的是这些动物的繁殖年龄，因为大象确实受益于这些额外的基因拷贝，它们可能会繁殖，不是吗?那么，是不是因为它们生活在大家庭中，所以它们成功地集中了这些基因，并选择了有益的影响呢?

文森特-是的。所以这实际上是一个非常非常有挑战性的问题。所以我们现在能做的就是比较所有现存动物的DNA，比如大象，有几种不同种类的大象，和它们所有近亲的DNA，然后说，好吧，它们有多少这种抗癌基因?显然大象有更多。但要确定因果关系的方向——是不是它们得到了所有这些额外的基因，从而使它们变得越来越大，形成了大家庭，活得很长?还是反过来了?是不是有某种选择让大象变大，有大家庭，推迟繁殖，这就要求它们进化出一些动力机制来做到这一点?我们称之为因果关系的方向。我们真的不知道，但是所有与体型相关的事情，比如寿命长，生育延迟，直到你变老，在大象中，它们生活在这些大家庭中，女族长对如何开发土地上的资源有很多知识。所有这些因素加在一起可能意味着大象为了活得更久而进行了更多的选择，这意味着你需要遗传机制来允许这种情况发生。

克里斯-你认为癌症会成为这些动物的主要问题吗?因为似乎有点令人惊讶的是，只有这些基因，那些抗癌基因，会被富集。当然，随着年龄的增长，他们还会遇到其他问题。我的意思是，例如，一个老人因心脏病和中风而鼓掌。大象不也是这样屈服的吗?

文森特-是的，所以我不知道中风。你很难向大象提出你中风时被问到的问题。所以我们对脑血管疾病了解不多。但他们最终会得很多冠状动脉疾病，所以很多我们认为与人类和其他动物衰老有关的疾病。所以它们和人类一样，会患上同样的老年疾病。但至少在癌症方面，他们得到的较少。

克里斯:所以换句话说，因为它们太大了，它们会有不成比例的癌症风险，因为它们有所有可能癌变的细胞。所以会有非常大的选择压力来抵御它。

文森特-对，没错。所以如果你可以想象如果你观察所有这些不同动物的细胞，它们都有相同的概率从一个正常的，健康的细胞变成一个患病的癌细胞，那么大的东西比小的东西有更多的细胞应该有更多的癌症。所以这意味着，因为它们没有，它们一定进化出了非常非常有效的减少癌症的方法。但这并不意味着他们不会得其他老年疾病。