最會睡的松鼠 竟藏著治療人類心臟病的關鍵
有一種北美特有種的松鼠,能在冬眠中反覆承受像是心臟病與中風的劇烈衝擊,卻能修復到完好如初。生技公司希望找出松鼠啟動修復的基因關鍵,協助保護人類心臟與大腦不受損傷。要把這種冬眠當中的超能力,轉化為人類心臟病的新療法。
畫面中看起來睡眼惺忪、身上帶著獨特斑紋的十三條紋地松鼠,被科學界視為最會睡覺的動物之一,也是冬眠能力最驚人的物種。
生物科技公司執行長贊德形容,十三條紋地松鼠堪稱冬眠界的「閃電波特」,在冬眠這件事上表現得極為出色。
進入冬眠狀態後,松鼠的體溫會降到攝氏4度左右,心跳、血液循環與多項身體機能大幅減緩,彷彿進入超級省電模式。
CNN醫療記者古塔實地觀察指出,冬眠中的松鼠身體摸起來冰冷,許多動作僅剩下腦幹反射,幾乎沒有清醒狀態下的反應。
與多數人想像不同,十三條紋地松鼠的冬眠並非一次沉睡數月,而是呈現週期性變化。
生物科技公司科技長嘉拉貝克解釋,牠們會連續蟄伏一到三週,接著短暫甦醒約十二小時,體溫回升至正常值後,再次進入冬眠狀態,如此循環長達數個月。期間松鼠會消耗大量脂肪,但肌肉卻幾乎不流失,等到完全甦醒時,仍能立刻奔跑、覓食甚至交配,這在生理學上相當不可思議。
然而,這樣反覆進出冬眠的過程,對身體其實是極大的挑戰。
贊德指出,松鼠在整個冬眠期間,幾乎每隔幾週就會經歷一次類似輕微心臟病或中風的狀態,整個冬天可能發生多達25次。冬眠時,大腦神經元會出現物理性回縮,腦電圖幾乎呈現直線;眼睛中的視錐細胞也會週期性溶解與重塑。
令人驚訝的是,這些損傷都能在甦醒時被迅速修復。研究人員指出,松鼠經過數億年的演化,發展出一套高效的修復機制,使用的基因與人類相同,但調控方式略有差異。
甦醒過程同樣驚人。松鼠的體溫可在不到兩小時內,從4度回升至37度,血液重新流動。短短12分鐘內,心跳就能從每分鐘3下飆升到107下。
正是這種「超能力」,引起生物科技公司的高度興趣,希望能將相關機制應用於人類心臟疾病治療。
嘉拉貝克指出,研究顯示松鼠可能重新啟動幹細胞更新機制,以及類似胎兒時期的心臟修復基因。若牠們在冬眠過程中反覆傷害心臟卻無法修復,根本無法存活,因此演化必須賦予牠們強大的再生能力。
目前,研究團隊正利用人工智慧,比對全球冬眠動物與人類遺傳資料庫,篩選可能啟動心臟保護機制的基因與化合物,並著手開發相關藥物。
贊德表示,研究重點之一是如何在急性心肌梗塞發生時,保護心臟免於嚴重損傷;另一個方向則是針對全球約佔一半心臟衰竭病例的「心臟僵硬型衰竭」,尋找讓心臟重新放鬆、恢復彈性的可能性。
研究團隊強調,他們並非要讓人類進入類似科幻小說中的冬眠狀態,而是希望透過理解動物冬眠時的修復機制,直接轉化為醫療應用,為心臟疾病治療帶來突破性的可能。