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墨西哥無眼地洞魚 或藏治療人類糖尿病秘密

2018/3/22 — 16:20

無眼墨西哥麗脂鯉
Credit: H. Zell / Wikipedia

無眼墨西哥麗脂鯉
Credit: H. Zell / Wikipedia

2 型糖尿病等的血糖失調問題時現今蔓延得最快的疾病,而最新刊於《自然》的哈佛研究指,墨西哥居於地洞的墨西哥麗脂鯉 (Astyanax mexicanus) 體內可能隱藏治療這些慢性疾病的秘密。

這些無眼的墨西哥麗脂鯉長年居於漆黑的地洞之內,幾乎完全與世隔絕,也比其居於其他水體的正常墨西哥麗脂鯉較肥。地洞一年大部份時間都無食物,每年只靠春天湧入的洪水帶來的藻類與蟲,無眼墨西哥麗脂鯉才可維持生命。

之前哈佛醫學院基因學家 Cliff Tabin 的團隊已發現,住在地洞的墨西哥麗脂鯉與患暴食症人仕有相同基因突變。該基因突變對人體有害,但卻可幫助西哥麗脂鯉吃掉面前所有食物囤積足夠脂肪,並以極低新陳代謝率燃燒脂肪,捱到下一年春天來臨。

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在是次研究, Tabin 團隊再從這些墨西哥麗脂鯉的基因了解其他新陳代謝不正常之處,發現牠們也有極高胰島素抵抗性 (insulin resistance) ,其身體無法激發誘導肌肉和脂肪細胞吸收葡萄糖的信號。

這種情況如在人體出現,將會增加胰臟負擔、增加脂肪儲存以及慢性高血糖;雖然無眼墨西哥麗脂鯉的血糖經常處於較高水平,但牠們完全健康,神經或血管亦不會出現受損;其血液中的蛋白質亦未有被糖包覆著,繼續正常運作,團隊相信這種基因突變是為適應其極端生活環境而誘發。

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團隊又將 3 群來自不同地洞的無眼墨西哥麗脂鯉對比正常墨西哥麗脂鯉的壽命,發現前者雖有胰島素抗阻,但其壽命與正常墨西哥麗脂鯉相若。其後,當團隊將兩者雜交,發現有無眼墨西哥麗脂鯉基因的後代會較重、血糖水平也會較高。在將無眼墨西哥麗脂鯉突變基因注入斑馬魚體內的實驗,團隊同樣顯示這些基因增加胰島素抵抗性和體重。

有份參與是次研究的學者 Nicolas Rohner 指,長頸鹿有高血壓,容許血液輕影流經長頸,而海豹則有極高血糖水平,但幾乎無人研究這些動物新陳代謝機制。是次研究是首次有機會了解動物如何出現不利人類健康的基因特徵,令自己群族保持拙壯。 Rohner 又指無眼墨西哥麗脂鯉可能有其他突變幫助其不受血糖調節異常影響,如果日後真找到這些基因,將有機會發展新的糖尿病治療方法,不過他強調現時人類未有完全了解無眼墨西哥麗脂鯉的新陳代謝,未知能否直接幫助人類治療研究。

來源:
Phys.org, Blind cavefish evolved insulin resistance to keep from starving, 21 March 2018

報告:
Riddle, M.R., Aspiras, A.C., Gaudenz, K. & et al. (2018). Insulin resistance in cavefish as an adaptation to a nutrient-limited environment. Nature published online 21 March 2018. doi:10.1038/nature26136

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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