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2015十大奇特科学新闻:机器人巅峰对决

日期:2019-11-28编辑作者:军事资讯

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不是。

我们一般只知道人类会得癌症,但其实你是否也知道,除了人类及脊椎动物之外,其实很多无脊椎动物也会得癌症,这是怎么一回事呢?

要知道癌变并不是脊椎动物才有的「专利」,接下来给大家讲三个例子:绦虫、涡虫和水螅,看看它们的癌症是怎么样子的。

首先是最为经典的,两年前的一篇新英格兰医学杂志(The New England Journal of Medicine)的论文《微小膜壳绦虫在人类宿主中的恶性转化》(Malignant Transformation ofHymenolepis nanain a Human Host)。这篇论文首次发现了人体寄生虫也可以癌变,同时传染给人类。

微小膜壳绦虫的恶性转化(

微小膜壳绦虫(Hymenolepis nanaH. nana)是一种可以寄生在鼠类及人体肠道中的寄生虫,一般不会超过40 mm长和1 mm宽。

这种虫子的头部是吸盘,可以用来吸住肠壁。往后有100-200个节片,往尾部走越成熟,至最尾部为孕节,每个孕节里虫卵多得都占据了整个节片。结片可以脱落,虫卵可以随粪便排出体外,也可以就在自身宿主的肠道里孵出,形成自体重复感染。

H. nana的生活史(美国CDC)

在这篇论文中讲了这么一个故事:2013年的1月,医生们接诊了一名HIV感染病人,这个病人自从2006年感染HIV后没有坚持进行治疗,直至当年的时候,情况已经变得非常不好,包括疲劳、发热、咳嗽、体重减轻、CD4水平严重减少等,在粪便检查中也发现了H. nana和人芽囊原虫的感染。因为免疫力极度下降,患者似乎已经患上了肿瘤。

在对患者的淋巴结进行检查时,医生们发现这里面增生的这些组织有点不同寻常:体积比一般的人类肿瘤细胞要小得多,而且这些细胞在两种人类蛋白的测试结果中都显示阴性。种种证据提示这并不是一种人类来源的肿瘤细胞。

患者体内发现的个体小于普通肿瘤细胞的恶变细胞(参考文献 [1])

通过聚合酶链式反应(PCR)对细胞的DNA进行分析,提示这是一种H. nana来源的细胞。

绦虫居然也会有恶变细胞?而且还对传播给人类??

科学家推测这很有可能与绦虫中的多能干细胞有关。简单地说就是,正常情况下这些干细胞可以帮助幼虫发育成成虫生成节片,但是不知怎的,突然间不受控,恶变了,形成了所谓的「肿瘤细胞」。而且通过一种尚不清楚的途径把恶变细胞从H. nana中「传染」给了患者。

当然,这是一个十分特殊的病例,病人因为感染了HIV,免疫力极度低下的情况下,才感染的H. nana,也正因为免疫力低下,才使得这些不知道为什么突然恶变了的细胞有了「可乘之机」,更重要的是目前的研究也表明这种肿瘤尚不具备人与人之间的传播性。因此这个病例并不具备普遍性,一般的公众也大可放心。

然而这一病例的发现仍然具有十分重要的意义,因为这可能是一种新的尚未被发现的致病方式,同时也是首次发现多细胞寄生虫中也会存在细胞的恶性癌变。

第二个例子是一种叫涡虫的扁形动物。

科学家们发现涡虫的smg-1基因失去功能,会导致它产生「lethal ectopic outgrowths」(致命性的异位增生),这些具有侵略性的干细胞呈现一种不受控制的生长(out of control),表现出具有极高的增殖性,及增生、肥大、分化缺陷等,与我们认知的癌症极其相似。

简单地说,因为涡虫本身就是一个再生能力极强的动物(有了解的同学们应该知道,涡虫可以进行断裂生殖,甚至曾经有人将涡虫切成280小块,结果每一块都重新长成了完整的涡虫),所以它的干细胞分裂、分化的能力也很强,而这个smg-1基因就起到了一个严格控制的作用。这个作用一旦解除了,分裂自然就不受控了。

Smed-smg-1表达抑制的涡虫,出现异常的细胞增生(参考文献 [2])

另一方面,已经有研究显示在人类的乳腺癌等癌细胞株中存在SMG-1基因的突变。恶性淋巴瘤中,也几无SMG-1的表达。这提示了我们SMG-1很可能是一个潜在的抑癌基因,同时也可以为我们日后的癌症靶向治疗的研究提供方向。

再一个更低等一点的——腔肠动物门的水螅,也会发生癌变。

水螅一般只有几毫米,身体呈圆筒状,上端有口,周围长有触手,多数生长在海水中,也有部分生长在淡水中。一般情况下进行出芽生殖,也可以进行有性生殖。

水螅的癌变是「naturally occurring tumours」(自然发生的癌变),它显著地影响到了水螅的健康。

癌变的水螅(左)和正常的水螅(右)(参考文献 [3])

而且科学家们还发现,这种癌变,同时具有「入侵性」和「转移性」,这都与高等动物的肿瘤十分相似。

将癌变的组织转移到健康水螅当中会形成新的癌组织,同时也会出现在它出芽生殖的后代中(参考文献 [3])

将癌变的水螅以BrdU(一种标记物)标记,将这个标记上的癌变细胞转移到正常水螅当中,可以检测到正常水螅的头部以及身体的反口部都有这种标记的细胞扩散(参考文献 [3])

所以,千万不要以为癌细胞或者更直接地说——癌基因,就是脊椎动物的「专利」,它们很有可能是一直伴随着多细胞动物的进化的,或许永远不会被彻底根除……

参考文献:

[1] Muehlenbachs A, Bhatnagar J, Agudelo C A, et al. Malignant Transformation of Hymenolepis nana in a Human Host[J].N Engl J Med,2015,373(19):1845-1852.

[2] Gonzalez-Estevez C, Felix D A, Smith M D, et al. SMG-1 and mTORC1 act antagonistically to regulate response to injury and growth in planarians[J].PLoS Genet,2012,8(3):e1002619.

[3] Domazet-Loso T, Klimovich A, Anokhin B, et al. Naturally occurring tumours in the basal metazoan Hydra[J].Nat Commun,2014,5:4222.

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本文为特邀科普作者Mr-HH的原创文章,希望你们喜欢!

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2015年有很多让人感觉奇异和惊讶的科学事迹出现,以下简单盘点今年十大奇特科学新闻。

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