发表这篇Science重磅文章，中国科学家有望5年拿下诺奖？

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（图片来源：Science）

分子机制的突破

在这项突破性的研究中，科学家们深入探讨了裸鼹鼠的两个关键分子机制：cGAS蛋白的进化特性以及透明质酸（HA）的独特性质。在大多数哺乳动物中，cGAS蛋白的主要功能是识别胞质DNA并激活STING通路，从而引发炎症反应。然而，在裸鼹鼠中，cGAS蛋白发生了独特的氨基酸突变，这些突变使其获得了惊人的染色体结合能力，停留时间超过60分钟，是普通哺乳动物的3倍。更重要的是，这种突变的cGAS蛋白能够与BRCA1和RAD51形成修复复合体，从而更有效地修复DNA损伤。这一发现为理解DNA损伤修复机制提供了全新的视角。

透明质酸（HA）在裸鼹鼠中也展现出了独特的性质。与人类相比，裸鼹鼠的HA由Has2基因编码，其重复单元数量超过15,000，远高于人类的3,000。这种高分子量的HA形成了纳米级的网状结构，具有独特的生物学功能。

体外实验表明，这种HA能够显著抑制NF-κB信号通路，使TNF-α的分泌降低72%。这一发现不仅揭示了裸鼹鼠低炎症反应的分子基础，也为开发新型抗炎药物提供了潜在的靶点。

创新的研究方法

为了验证这些关键分子机制，科学家们采用了多种创新的研究方法。首先，他们利用CRISPR基因编辑技术构建了cGAS-KI小鼠模型，这些小鼠含有裸鼹鼠的突变位点。通过彗星实验，科学家们发现这些小鼠的DNA损伤修复效率提升了40%。

此外，他们还利用双光子成像技术实时观测了cGAS在HeLa细胞中的定位，证实了突变后的cGAS向DNA断裂位点迁移的速度加快了2.3倍。这些实验结果为cGAS蛋白的功能转变提供了直接的证据。

在跨物种移植实验中，科学家们通过AAV9载体将裸鼹鼠的Has2基因导入18月龄的小鼠体内。实验结果显示，经过Has2基因治疗的小鼠肿瘤发生率显著降低，从79%降至57%，同时IL-6水平也从58 pg/ml降至22 pg/ml。这些数据表明，裸鼹鼠的Has2基因在抗肿瘤和抗炎方面具有显著的潜力。

此外，科学家们还采用了分子动力学模拟来计算突变后的cGAS与DNA结合的自由能。结果显示，突变后的cGAS与DNA结合的自由能降低了-9.2 kcal/mol，这一结果在统计学上具有极高的显著性（P＜0.001）。这一发现进一步支持了cGAS蛋白在裸鼹鼠中独特的功能转变。

学术争议与展望

尽管这项研究取得了诸多突破性的成果，但在科学界也引发了一些争议。哈佛医学院的一个团队在《Cell》杂志上发表文章，质疑cGAS的修复功能可能会加速端粒的损耗。这一观点提醒我们，科学探索的道路从来都不是一帆风顺的，每一个新的发现都需要经过严格的验证和反复的检验。

然而，这项研究的应用前景依然十分广阔。基于透明质酸（HA）的生物材料已经进入了Ⅱ期临床试验（NCT05211648），这为开发新型抗炎和抗肿瘤药物提供了新的思路。

同时，cGAS靶向药物的开发也面临着STING通路干扰的风险，这需要科学家们在未来的研发过程中更加谨慎地设计实验和评估潜在的副作用。

结语

裸鼹鼠的神秘特性为我们提供了探索生物学奥秘的独特窗口。从极端的长寿到强大的抗癌能力，再到非凡的低氧耐受性，这些特性背后隐藏着许多未解之谜。《Science》杂志上的这篇重磅文章不仅揭示了裸鼹鼠独特的分子机制，还为未来的医学研究和药物开发提供了新的方向。

尽管科学界存在争议，但这些争议正是科学进步的动力。我们有理由相信，随着研究的不断深入，裸鼹鼠的秘密将被逐步揭开，而这些发现可能会在未来的五年内为科学界带来新的突破，甚至可能获得诺贝尔奖的青睐。

药时代将继续关注，跟踪报道。

本篇文章来源于微信公众号: 药时代