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生物学家在远东贻贝中发现了可传播的癌症谱系

一个国际研究小组,包括来自圣彼得堡大学的生物学家,已经确定了远东贻贝中可传播的癌症谱系。该病会对这些软体动物的种群产生不利影响,这些软体动物在俄罗斯广泛养殖。

“一种可传播的癌症是在19世纪中叶首次在狗中发现的。它是从一种有病的狗经性传播给健康的狗,而癌细胞本身就是这种传染病的媒介。在1990年代,在狗的体内发现了一种传染性癌症。塔斯马尼亚恶魔。既然这种癌症仅在两种哺乳动物中发现,科学家曾经认为它在自然界中非常罕见,但是现在是时候重新考虑这种观点了。圣彼得堡大学应用生态学系研究助理,《科学报告》出版物的第一作者玛丽亚·斯卡齐纳(Maria Skazina)说。

弥漫性肿瘤(DN)是一种大规模的致命性双壳软体动物癌症疾病,可与脊椎动物中的白血病相提并论。患病的贻贝有癌细胞,它们在血淋巴中循环,血淋巴是血液的功能类似物。随着肿瘤的发展,它们会渗入所有组织和器官,从而破坏其工作。

在迈克尔·梅茨格(Michael Metzger)在《自然》杂志上由一组科学家发表的一篇文章中,2016年首次描述了这种疾病的原因。作者表明,弥漫性瘤形成是可传播的癌症谱系。其细胞具有与软体动物宿主不同的基因型。从某种意义上讲,它们是从疾病个体传播到健康个体的寄生虫。

“去年一项研究提出了癌细胞在个体之间转移的机制的研究。当贻贝受到压力时,其血淋巴中的细胞会离开人体,在环境中存在一段时间,然后再侵袭其他贻贝。在健康的软体动物中已经观察到这一过程。癌细胞似乎也可能使用这种机制,” Maria Skazina说。“但是,这只是一个假设。要对其进行检验,必须进行复杂的实验研究。”

贻贝贻贝是重要的商业无脊椎动物。可传播的癌症有两个遗传谱系:BTN1和BTN2(BTN代表双壳类可传播的肿瘤)。它们都起源于太平洋贻贝trossulus,也存在于俄罗斯的远东和北海。

“到目前为止,在北美太平洋海岸的单个贻贝种群中发现了BTN1谱系。BTN2更为广泛。在我们进行研究之前,已经在欧洲和南美的几种贻贝物种中发现了BTN1谱系,尽管在欧洲没有。亲本物种Mytrous trossulus。” Maria Skazina说。

2019年,来自圣彼得堡大学,AV日尔蒙斯基国家海洋生物学研究中心和赫尔辛基大学的海洋生物学家联手在俄罗斯洋贻贝中寻找可传播的癌症谱系。为了诊断这种疾病,他们开发了一种包括细胞学和分子遗传学测试在内的综合方法,并将其应用于海的贻贝贻贝,以前已经在其中显示了弥漫性的赘生物。

在港口城市纳霍德卡附近的盖达玛克湾的软体动物的血淋巴中,流式细胞仪和免疫细胞化学方法显示出赘生性细胞。它们很大,有多倍体核和异常的细胞骨架,类似于刚毛刺猬的刺。通过核和线粒体特征对血淋巴和其他组织进行基因分型,揭示了病贻贝的遗传“嵌合”现象,即存在多个个体基因型。通过分子克隆分离了多个等位基因(确定特定性状发育的同一基因的不同形式)。发现所有患病的贻贝都有对应于BTN2的“其他”基因型。这意味着圣彼得堡大学的科学家及其同事首次证明了,

在研究的下一阶段,科学家使用分子系统发育方法将他们获得的线粒体BTN基因序列与NCBI基因库中存储的贻贝自身的所有同源序列进行比较。事实证明,BTN2的线粒体与俄罗斯海的Mytilus trossulus的线粒体最相似。“病人零”可能生活在那里,贻贝“生”了这种可传播的癌症。

波罗的海贻贝也显示具有BTN2。2014年,波兰生物学家在波罗的海贻贝中发现了一种不同寻常的线粒体基因型,他们将其解释为泥til菌的基因型。现在很清楚,这不是贻贝基因型,而是BTN2基因型。看来,科学家在远东寻找的可传播的癌症可以在距离圣彼得堡更近的地方找到。这种疾病是否在波罗的海软体动物中常见还是有待发现。

“这种疾病对无脊椎动物如此致命,因为它们没有发达的免疫系统,无法可靠地将外来细胞与自身细胞区分开。可传播的软体动物癌症不会以任何方式伤害人类。但是,这种疾病可能对贻贝海洋养殖有害。我们还不知道在俄罗斯贻贝中可传播的癌症有多广泛,”玛丽亚·斯卡齐纳说。

现在,科学家们继续在俄罗斯不同海域的贻贝中寻找可传播的癌症。初步证据表明,不仅在海和波罗的海的贻贝中发现了它,而且它的多样性不仅限于BTN2谱系。他们还开发了一种快速诊断疾病的方法,以便在自然和商业软体动物种群中进行监测。

Maria Skazina指出:“希望我们的工作对比较肿瘤学有所帮助。我认为贻贝作为一种研究模型,可以充分说明癌症在包括人类在内的不同物种中传播的机制。”

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