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Nature:鲸200岁无癌突变反降70%,CIRBP表达增25倍就能把人类DSB修复拉满

导语:两百岁不得癌,真的只是基因好?——当临床医生还在为早发肿瘤焦头烂额,北极露脊鲸已把“长寿+无癌”活成日常;这篇研究

导语:两百岁不得癌,真的只是基因好?——当临床医生还在为早发肿瘤焦头烂额,北极露脊鲸已把“长寿+无癌”活成日常;这篇研究把它的细胞搬进培养皿,给出一条可药物化的DNA修靶点,让抗癌延寿第一次有了跨物种的操作手册。

图源:CMT

巨兽为何200岁不患癌?Peto悖论逼出DNA修复极限,人类能否抄作业

在肿瘤防治的临床一线,医生们早已习惯“早发现、早切除、早放化疗”的三部曲,却不得不面对一个尴尬现实:即便把筛查年龄一再提前,把靶向药物和免疫检查点抑制剂用到极致,年龄相关癌症的发生率仍在持续攀升。根本矛盾在于,现行策略把“清除突变细胞”奉为圭臬——要么靠放化疗直接杀伤,要么诱导衰老或凋亡通路将潜在恶变细胞“就地正法”。然而,人体干细胞池的有限性决定了这种“杀敌一千、自损八百”的模式必然伴随造血抑制、黏膜损伤、免疫耗竭等剂量限制性毒性,最终把治疗窗口卡得死死的。更棘手的是,老年患者常合并DNA修复基因胚系或体细胞缺陷,对基因毒性药物本就敏感,临床只能在“疗效”与“毒性”之间做艰难权衡,导致大量高龄患者被排除在标准治疗之外。

现有干预手段的第二个盲区在于“过度依赖细胞清除”而忽视“源头减量”。当前获批的防癌策略——无论是一级预防的HPV疫苗,还是二级预防的肠镜下息肉切除——本质上都是通过减少致癌驱动事件或提前摘除病灶来降低风险。然而,对于已经积累的DNA损伤,临床几乎无计可施;即便是PARP抑制剂这类“合成致死”药物,也仅对BRCA突变等特定分子亚型有效,且耐药克隆不可避免。换句话说,我们拥有越来越多的“事后灭火器”,却缺乏“事前防火层”。在衰老与DNA损伤持续累积的背景下,如何在不牺牲组织稳态的前提下降低突变负荷,成为肿瘤预防领域悬而未决的瓶颈。

2025年10月Nature在线发表的“Evidence for improved DNA repair in long-lived bowhead whale”正是瞄准这一空白。作者把目光投向寿命超过200岁、体重80吨却罕见肿瘤的北极露脊鲸,提出一个反直觉假设:或许长寿巨兽并非靠“多设关卡”阻止癌变,而是把DNA修复的精度与速度推向极限,从而在源头减少致癌突变。这一思路直接挑战了“更多抑癌基因=更好防癌”的传统范式,为临床提供了一种可药物化的分子支点——冷诱导RNA结合蛋白CIRBP,让人类第一次有机会用“修而非杀”的策略干预突变累积,突破现有“清除式”治疗的毒性天花板。

原代细胞跨物种擂台赛,CRISPR+软琼脂+小鼠移植三步锁定致癌阈值

本研究是一项跨物种比较细胞生物学试验,旨在量化露脊鲸成纤维细胞的恶性转化门槛并解析其DNA修复优势。样本来自阿拉斯加因纽特合法捕猎的6头成年露脊鲸皮肤与肺组织,分离原代成纤维细胞(n=6),并与人类(n=3)、小鼠(n=3)、牛(n=3)同步培养。实验分组:①未处理组;②hTERT永生化组;③逐步敲除TP53/RB1/PTEN并过表达HRAS^G12V组。干预措施包括CRISPR-Cas9基因编辑、软琼锚定非依赖性生长、裸鼠皮下移植瘤模型。主要终点:达到锚定非依赖性生长所需“打击”数;次要终点:全基因组突变负荷、DSB修复通量与保真度、CIRBP过表达/敲低后的表型挽救。

鲸细胞只需4击就癌变,却靠CIRBP把突变压到人类1/3,DSB修复快两倍

鲸细胞致癌门槛低,突变却最少

软琼脂与小鼠移植瘤双平台显示,hTERT+HRAS^G12V+SV40 large T即可使露脊鲸成纤维细胞获得锚定非依赖性,而人类需再叠加SV40 small T与PP2A抑制,共5次打击。然而,全基因组测序发现,鲸移植瘤单核苷酸变异(SNV)中位数1.4×10-6,仅为人类样本的32%;>500 kb结构变异占比5%,人类高达20%。因此,打击数少但突变负荷更低,提示修复-保真而非增设关卡才是其抗癌核心。

DSB修复通量与保真度双高

NHEJ与HR报告系统显示,鲸细胞修复效率分别较人类提升1.9倍和2.3倍。γH2AX-53BP1焦点动力学进一步验证:博来霉素处理后1 h焦点峰值两组相当,但鲸4 h清除率78%,人类仅38%。体外彗星实验尾部DNA含量鲸低于人类40%,表明断裂再连接更快更彻底。作者讨论认为,这种加速度直接降低染色体碎裂和复杂重排概率,从源头削弱致癌驱动。

CIRBP表达量与功能呈剂量-保真正相关

——蛋白组+RNA-seq显示,鲸CIRBP丰度为人类的25倍。在人源成纤维细胞中过表达鲸CIRBP,NHEJ精确修复比例由42%升至68%,>20 bp缺失率下降40%。相反,siRNA敲低鲸自身CIRBP后,微核形成增加2.1倍,HR效率下降35%。作者指出,CIRBP通过相分离聚集Ku70/80-XRCC4-ligase IV复合体,并保护DNA末端免受T7外切酶侵蚀,形成“分子502胶”效应,是可药物化的限速节点。

果蝇体内证实CIRBP延寿-抗辐射双重获益

——Gal4-GeneSwitch系统诱导表达人/鲸CIRBP,雌蝇中位寿命延长29%(P=0.0006),650 Gy X线照射后中位生存由3天提至11天。作者讨论,该结果跨越哺乳动物-昆虫进化距离,提示CIRBP的基因组稳定功能保守,可作为“跨物种长寿通路”的下游效应器。

转化模型中CIRBP过表达延迟肿瘤发生

——在人成纤维细胞恶性转化模型(hTERT+SV40 LT+ST+HRAS^G12V)中,过表达鲸CIRBP使软琼脂集落形成减少45%,小鼠移植瘤体积达500 mm³所需时间由24天延至38天。基因组测序显示,CIRBP组大段缺失(>6 kb)频率下降30%,提示其通过降低结构变异减缓肿瘤演进速度。作者强调,该效应独立于增殖抑制,为“修复增强”策略提供临床前证据。

总结

研究把“长寿+巨体+低癌”三者放在同一实验框架下量化,证实Peto悖论可用“超高效-超保真DNA修复”解释,而非简单增加抑癌基因。CIRBP作为可药物化的RNA结合蛋白,为人类提供“修而非杀”的抗癌延寿干预原型,尤其对DNA修复缺陷型癌症和老年人群具有转化前景。

参考文献

Firsanov D, Zacher M, Tian X, et al. Evidence for improved DNA repair in long-lived bowhead whale[J]. Nature. 2025 Oct 29. DOI: 10.1038/s41586-025-09694-5.

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编辑:白术

审核:薄荷

封面图源:CMT