裸鼹鼠一辈子都能繁殖,这种现象对人类有何帮助?


裸鼹鼠一辈子都能繁殖,这种现象对人类有何帮助?


裸鼹鼠是热门的研究目标 。PHOTOGRAPH BY ROBERT CLARK,NAT GEO IMAGE COLLECTION
据美国国家地理(撰文:KILEY PRICE 编译:涂玮瑛):裸鼹鼠一辈子都能繁殖,这种现象对人类有何帮助?这种皱巴巴的啮齿动物因不会罹患癌症而闻名,现在我们发现它们一生都在制造卵细胞 , 这在哺乳动物是极度罕见的特征 。
大多数哺乳动物(包括人类在内)的卵子数量会不断减少,生殖能力也会随着老化逐渐下降 。但裸鼹鼠(naked mole rat)一辈子都能繁殖,如今研究人员可能已经发现其中的奥秘 。
根据一项发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上的新研究,裸鼹鼠除了在卵巢中储存非常大量的健康卵细胞以外 , 也会在出生之后制造新卵子 。相对来说,人类一生拥有的卵子总数可能在出生时就确定了 。
数十年来,原生于东非的裸鼹鼠一直让科学家感到费解 。这些满布皱纹、群居生活的啮齿动物寿命可达37岁,也能应对极端低氧的环境,而且不会罹患癌症 。科学家一直在研究这些特征 , 以开发新的药物和治疗 。
这项研究的主持人是匹兹堡大学的生殖研究人员米格尔.布里诺-恩里克兹(Miguel Brieño-Enríquez) 。他说,裸鼹鼠的繁殖能力可持续一生,这背后的秘密如今能够提供线索来帮助延长人类的生育能力 。
「有关女性生育和女性老化的研究太少了 。」他说:「在我们的研究中,我们希望〔探讨〕卵巢为何是老化的关键,而保护卵巢则是主要目标 。」
数量惊人的卵
妇女生育能力下降的确切年龄受到激烈讨论 。然而,大多数研究显示,妇女的卵细胞在大约40岁时开始退化,在这个年龄怀孕可能增加染色体异常和其他疾病的风险 。妇女在大约50岁时发生更年期,卵巢会完全停止释放卵子 。
然而,雌性裸鼹鼠一生都能繁殖,而且它们的卵子质量不会明显下降 。为了测试这种现象的机制,布里诺-恩里克兹与同事从他们在匹兹堡大学的裸鼹鼠试验群体中,选出六只摘除卵巢 。接着,他们在显微镜下分析这些处于不同发育阶段(从第1天至第90天)的卵巢,并与实验小鼠的卵巢进行比较 。实验小鼠经常用于做为人类生育的模型 。
研究团队使用多种染色技术和免疫荧光分析(可在细胞分裂时追踪细胞的发光标记),计算每只动物体内的生殖细胞数 , 这些生殖细胞最终会分裂为成熟卵细胞,称为卵母细胞 。他们发现,裸鼹鼠在发育第五天时有数量惊人的生殖细胞,远比小鼠还多 。
研究的资深作者奈德.普雷斯(Ned Place)说:「我觉得非常兴奋,却也觉得有点可怕 。」他是康乃尔大学兽医学院的繁殖生物学家 。「我当时想:『天啊 , 有人──我指的是我和我的实验室──需要计算这些细胞的总数了』 。」
接着,情况变得更加古怪:科学家在三天后再次观察时,发现裸鼹鼠卵巢中的生殖细胞比前一次观察时更多,表示这种啮齿动物持续制造新细胞,以增加卵巢的储存量 。八日龄的雌性裸鼹鼠平均有150万颗卵,大约是同龄小鼠的95倍 。
研究人员也发现 , 10岁的裸鼹鼠体内有前体卵细胞(precursor egg cell),这代表它们在20几岁和30几岁时仍然能够继续制造新卵子 。
向王室学习
裸鼹鼠与蜜蜂类似,也过着群居生活,有时是由数百只个体组成,其中只有一只负责生殖的女王 。
这只地位最高的雌性裸鼹鼠会抑制其他雌鼠的繁殖能力,直到她的统治结束为止 。如果女王死亡或被杀死,其他雌鼠会争夺王位,胜者将会成为族群的新繁殖雌鼠 。
为了测试这种过程对生殖能力的影响 , 研究人员自行创造出女王 , 做法是将数只无繁殖能力的三岁雌鼠从它们的族群移至新的区域,借此活化它们的生殖系统 。
研究人员发现,这些雌鼠的卵巢中已经有始基生殖细胞(primordial germ cell),但只有在雌鼠转化为女王时 , 这些细胞才会开始分裂成卵子 。
这表示先前未利用的细胞储备可能成为能生长发育的卵子,即使经过多年休眠也一样 。这项发现或许能提供线索,协助预防妇女的生育能力下降 。
帮助妇女提升生育能力
未参与此研究的神经内分泌学研究人员吉赛拉.海尔福(Gisela Helfer)说:「他们在这篇论文中精采呈现出〔裸鼹鼠〕是模拟人类的完美模型 。」
举例来说,科学家可以利用裸鼹鼠研究青春期,却不需要像小鼠研究一样,对它们的生殖器官进行手术 。
布里诺-恩里克兹补充说:「我们想知道裸鼹鼠如何让卵母细胞维持那么久的健康 。」从这方面的研究出发,研究人员可能最终会开发出新的药物标靶或补充剂,以保护妇女既有的卵细胞 。尽管如此,但布里诺-恩里克兹强调,这类研究可能不会开发出治疗不孕的「神奇药丸」 。
不过,他仍然相信我们可以从裸鼹鼠学到很多 。
「我喜欢古怪的东西,当我研究的生物能给予我这么多玩耍的空间时,工作感觉就像在游乐场一样 。」他说:「这也让我有点痛苦,因为无论我预期看到什么,实际结果都会完全相反 。」