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超級英雄最容易患哪些病?

2019-12-26影視

超級英雄最容易患什麽病?

為了回答這個問題,讓我們先來分析超級英雄的生活環境與生理特點。

大多數的超級英雄,不是有很高的代謝率(例如能發出能量場、能飛行或行動非常迅速),就是能承受很強的輻射(吸收了某種能量場、身上帶著核發動機)。

這說明這些超級英雄因為某種原因而有很強大的線粒體和DNA修復能力。可能是某種遺傳突變,也有可能因為他們還是胚胎時就被瘋狂科學家植入了鳥類/蝙蝠線粒體[1]和水熊蟲基因[2] [3]。當然,其實鳥類/蝙蝠線粒體與水熊蟲基因還是不足以維持超級英雄的代謝率和抗輻射能力,所以超級英雄應該攜帶的是比這些更強大的基因。

在自然界中高代謝並有較強基因修復功能的物種大多都是飛行的物種,可能因為飛行需要消耗較高的能量同時進食卻較少,導致細胞必須能更高效利用能量,並臨時「關閉」防止基因突變的機制。如果這些動物攜帶的線粒體不夠強,在休息時沒有基因修復機制來彌補,這個動物就會死亡而無法留下後代,因此這些動物中後代存活到現在的都有強大的線粒體和基因修復功能。

鳥類和蝙蝠的壽命通常遠遠高於基於體重、代謝率等各項指標透過公式算出來的預期壽命,很多體型很小的鳥類和蝙蝠能夠活接近60年,這說明強大的線粒體和基因修復功能,同時會帶來長壽。其實我們人類也是這樣,相對於其它類人猿更長壽,只不過導致高代謝的是大腦而不是翅膀。

但是這會帶來另一個問題,高代謝、基因復制中更高的容錯率和較長的生存時間,都會提高蛋白質發生錯誤折疊的概率,從而提高蛋白質發生聚集的概率。

在這些高代謝的飛行動物中,有機制阻止蛋白質的聚集嗎?

答案竟然是否定的。這些動物的細胞中,HSP70被調高以修復一部份蛋白質錯誤折疊,但是清除不可修復的錯誤折疊蛋白防止蛋白聚集的根本機制——蛋白酶體的活性,卻被調低了[4]。

雖然缺乏更多的研究揭示蝙蝠等動物神經退行性疾病的患病情況,但這顯然不完全是一個好訊息。透過HSP70穩定蛋白可以在早期防止蛋白質聚集,但錯誤折疊的蛋白質積累到一定程度,蛋白酶體活性的降低就會變成問題。

我們人類的情況可能也是類似的,並且由於人體中高代謝的是大腦,這進一步加重了人類相對於其它動物患神經退行性疾病的可能性。

可以推斷,即使擁有更強線粒體和基因修復能力的超級英雄,最終也會栽在這件事上。他們也會在高齡患上癡呆癥。

研究神經退行性疾病的治療是一項重要的工作,不論從哪種意義來說都是這樣,不論是面對無數患者家庭的痛苦,還是甚至包括讓超級英雄保證健康從而繼續拯救世界。

而以上關於蝙蝠的研究也提供了一個啟發:高HSP70表達通常是與蛋白酶體活性增高相關的,而此處反而發生了蛋白酶體活性降低[4],如果我們能研究清楚其中的機制,或許也可以從中開發出一種新藥,造福世界。

英文版:

What disease is the most common in superheroes?

參考文獻

[1] http:// nautil.us/issue/36/agin g/ingenious-nick-lane

[2] https://www. washingtonpost.com/news /speaking-of-science/wp/2017/07/14/these-animals-can-survive-until-the-end-of-the-earth-astrophysicists-say/?utm_term=.9a20d6a793d2

[3] Horikawa D D, Cumbers J, Sakakibara I, et al. Analysis of DNA repair and protection in the Tardigrade Ramazzottius varieornatus and Hypsibius dujardini after exposure to UVC radiation[J]. PLoS One, 2013, 8(6): e64793.

[4] Salmon A B, Leonard S, Masamsetti V, et al. The long lifespan of two bat species is correlated with resistance to protein oxidation and enhanced protein homeostasis[J]. The FASEB Journal, 2009, 23(7): 2317-2326.