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為什麼大象不會得癌症?

研究大象重要的p53基因如何防止腫瘤生成,有助於腫瘤學研究。

(繪圖:Thomas Fuchs)

基因突變在細胞內隨著時間累積越來越多,就會引發癌症,然而有些細胞多又長壽的動物(例如大象或鯨)卻罕有癌症,科學家稱這現象為佩托悖論(Peto's paradox)。為什麼會如此?

對大象來說,原因之一是p53基因。它在人類和許多動物體內負責於細胞複製時修復受損的DNA。不過大象有驚人的20個p53複本,每個複本又有兩個對偶基因,能製造出40種蛋白質。而人類和大部份動物都只有一對這個基因,產生兩種蛋白質。

發表在今年7月《分子生物學與演化》的一項研究,深入探討大象眾多的p53如何提供抗癌優勢。論文共同作者、法國國家健康暨醫療研究院分子腫瘤學家費瑞里斯(Robin Fahraeus)說:「這研究開啟了許多新的可能性,來探討大象和人類細胞在基因組損壞時如何修復。」哺乳動物的p53對防止突變細胞轉為腫瘤至關重要,它會停止細胞複製,再啟動修復機制,損壞太嚴重時促使細胞自我摧毀。如果沒有p53的作用,癌症很容易發生:逾一半的人類癌症中,p53因隨機突變失去功能。

科學家利用電腦模型檢測了大象的40種p53蛋白質,發現它們透過兩種方式避免大象罹患癌症。首先,擁有眾多複本就減低了突變造成p53失去功能的機會;此外,細胞受損時會引發各種分子反應,而大象的各個p53複本也隨之採取不同反應,使大象在偵測並排除突變上格外有效率。

未參與這項研究的澳洲麥克倫癌症中心細胞生物學家豪普特(Sue Haupt)評論:「這些驚人的結果意味大象有一連串讓p53參與的方法,這讓我們看到令人興奮的可能性:探索這強大的新方法來預防人類癌症。」

費瑞里斯和同事正用奧地利維也納動物園一頭非洲象的血液樣本驗證這些結果。他們探究p53蛋白質如何與受損細胞和其他關鍵分子產生交互作用,並比較人類細胞的結果和來自大象的發現。

未參與這項研究的美國蔡斯癌症中心病毒學家皮爾遜(Virginia Pearson)評論:「大象癌症發生率低,已成為人類癌症研究中一個驚奇的資源,讓我們了解DNA損壞時細胞的內在反應,這是一篇重要的論文。」

【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人〉2022年第249期11月號】

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