Cancer Discovery
自然选择如何限制癌症风险

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本文深入探讨了自然选择如何通过多种机制延迟癌症的发生，特别是在老年阶段。从进化角度解析癌症与年龄相关性，为癌症预防和治疗策略提供新的理论基础。

 

文献概述

本文《Of barriers and loops – how evolution limits most cancer risk to older ages》，发表于Cancer Discovery杂志，回顾并总结了自然选择如何通过基因组维护、细胞死亡调控、细胞衰老等机制，在个体年轻时有效抑制癌症的发生。这些机制在老年阶段逐渐失效，导致癌症风险上升。文章还讨论了不同物种中癌症风险的差异及其与寿命和环境压力的关系。

背景知识

癌症的发生是体细胞进化过程中的一个结果，而自然选择在进化过程中塑造了多种肿瘤抑制机制，以确保个体在生育年龄前不会因癌症而死亡。这些机制包括基因组和表观基因组的维护、细胞竞争、免疫监视等。然而，这些机制在个体衰老过程中逐渐失效，使得癌症风险显著上升。研究还发现，男性比女性更容易在年轻时积累与癌症相关的突变，这可能与雄性在进化过程中优先发展侵略性和肌肉质量相关。此外，文章还涉及了细胞衰老与炎症微环境如何影响癌症发展，以及免疫系统如何在年轻个体中有效清除衰老细胞，但在老年个体中逐渐失效。这些背景信息为理解癌症的进化机制和潜在治疗策略提供了基础。

 

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研究方法与实验

文章综合了多种实验方法，包括单细胞全基因组测序、小鼠模型中的基因编辑、细胞竞争实验、以及免疫系统功能分析等。这些研究揭示了基因突变、表观遗传漂变、细胞凋亡和衰老在不同组织中的动态变化。此外，研究还涉及克隆性造血（CHIP）的分析，评估不同突变在不同年龄组的频率及其与癌症风险的关联。

关键结论与观点

• 自然选择塑造了多种肿瘤抑制机制，以延迟癌症的发生，而非完全预防。
• 基因突变和表观遗传漂变在个体年轻时受到严格限制，但在老年阶段逐渐积累。
• 细胞竞争和凋亡机制在年轻个体中有效抑制癌前克隆，但在老年阶段功能下降。
• 衰老相关的微环境变化，包括慢性炎症、端粒缩短和干细胞耗竭，促进癌症发展。
• 男性中癌症和衰老相关疾病风险更高，可能与进化压力下雄性性状的选择有关。
• 克隆性造血（CHIP）在老年人中普遍存在，且与多种癌症和心血管疾病风险增加相关。
• 不同物种的癌症风险与寿命和体型相关，如裸鼹鼠和大象具有更强的癌症抑制能力。

研究意义与展望

本研究为癌症进化机制提供了新的理论框架，强调了年龄依赖性癌症风险的生物学基础。未来的研究可以进一步探索如何通过维持年轻组织微环境来延迟癌症发生，或通过增强细胞竞争机制来抑制克隆性扩展。此外，开发针对衰老相关炎症或免疫监视失效的干预措施，可能为癌症预防提供新策略。

 

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结语

本文系统分析了自然选择如何通过多种机制限制癌症发生，尤其是在个体年轻阶段。这些机制包括基因组维护、细胞死亡、细胞竞争、免疫监视等。然而，随着个体衰老，这些机制逐渐失效，导致癌症风险上升。研究还指出，男性癌症风险高于女性可能与进化压力下的性状选择有关。克隆性造血（CHIP）和染色体异常在老年人中普遍存在，提示癌症预防策略应针对衰老相关的微环境变化。此外，不同物种的癌症风险与寿命、体型和环境压力密切相关，如裸鼹鼠和大象具有更强的癌症抑制机制。未来研究应聚焦于如何通过增强组织竞争性和维持基因组稳定性来延缓癌症发生，并开发靶向衰老相关通路的干预措施，以期提升癌症预防和治疗效果。

 

Marco De Dominici and James DeGregori. Of barriers and loops – how evolution limits most cancer risk to older ages. Cancer discovery.