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新京报:高山倭蛙皮肤如何适应强紫外环境?科研人员有了新发现
2022-11-30 来源:新京报 作者:张璐
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  新京报讯(记者张璐)记者11月29日从中科院昆明动物研究所获悉,科研人员揭示了高山倭蛙皮肤适应强紫外环境的分子机制,对与人类皮肤相关的医学健康具有重要的参考和应用价值。

  阳光对于生物至关重要但又有过强的紫外辐射,不仅可能诱导黑色素瘤以及其他皮肤癌症的产生,严重的甚至还会威胁生物生存。如何防御过多的紫外辐射对生物造成的影响,一直以来备受关注。许多生物体发展了不同的适应性特征,以对抗紫外辐射的有害影响,例如鸟类羽毛的颜色、人体皮肤色素沉着等。

  在分子层面,目前发现与抗氧化代谢、DNA修复途径等相关的基因可能在预防或减少紫外辐射造成的损伤中发挥了重要作用。然而,已有研究大部分是基于实验室对小鼠或人类细胞开展的体外紫外暴露实验,而对于自然状态下动物抵御紫外辐射的机制研究,人们大多通过比较基因组分析,揭示有可能关联的基因,尚缺乏深入的研究。 

  高海拔地区空气稀薄,具有极强的紫外辐射,分布在此的高原动物,进化出了一系列适应性表型以抵御紫外辐射。不同于鸟类、哺乳类等具有毛发、鳞片等覆盖,蛙类皮肤裸露,没有物理防护,这使得它们对于紫外的照射更为敏感,而生活在高原上的蛙类,例如目前世界上海拔分布最高的蛙类——高山倭蛙,为系统解析生物紫外适应的机制提供了可遇不可求的模型。

  中国科学院昆明动物研究所研究员车静团队长期关注青藏高原地区两栖、爬行动物的物种形成及适应性演化问题,围绕高山倭蛙长期开展研究工作。此次,在前期研究基础上,车静团队联合国内外5个研究团队,以高山倭蛙为主要研究对象,通过与其低海拔近缘物种双团棘胸蛙和棘胸蛙进行比较,揭示了高山倭蛙皮肤适应高海拔强紫外环境的分子调控机制。

  生理实验结果表明,紫外照射后,高山倭蛙相对于低海拔近缘种皮肤的损伤程度较小,具有更快速清除自由基的能力;代谢组数据显示紫外照射后,高山倭蛙相较于棘胸蛙皮肤,分泌较多的与抗氧化、抗炎症、损伤修复等相关的代谢物(如黑色素、维生素、组胺),提示高山倭蛙演化出了高效的抵御紫外辐射及修复紫外损伤的策略。

  研究发现,高山倭蛙已形成显著的紫外适应,系统揭示了其应对强紫外的分子抵御调控机制。这项研究不仅有助于理解自然环境下生物对紫外环境的适应抵御策略,还对与人类皮肤相关的医学健康具有重要的参考和应用价值。


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