青 turquoise 鱼是研究衰老和年龄相关病理遗传结构的新兴模型，其雌性（左）和雄性（右）通常表现出性别特异性模式。信用：Itamar Harel
一项新研究确定vgll3是关键基因，该基因促进快速生长和早期繁殖，同时增加了晚年衰老和癌症的风险。这一发现为"进化倾向于早期生命优势，即使以长期健康为代价"的理论提供了罕见的实验证据。
研究人员表示，这一发现可能为理解并潜在分离发育、衰老和疾病之间的生物联系开辟新路径。该研究成果已发表在《自然通讯》期刊上。
基因发现与进化权衡
研究人员已确定一个基因，该基因直接将早期生命生长和繁殖成功与晚年加速衰老和增加癌症风险联系起来，为进化生物学中长期存在的理论提供了新见解。
如今，由希伯来大学Eitan Moses博士、Marva Bergman博士和Itamar Harel教授领导的国际团队，与Technion的Nabieh Ayoub教授和东英吉利大学的Alexei A. Maklakov教授合作，为"拮抗多效性"理论提供了实验证据。该理论认为某些基因可以在生命早期提供优势，同时导致老年时期疾病和机能衰退。
左侧为3个月大的非洲青 turquoise 鱼，右侧为5个月大的青 turquoise 鱼，其衰老过程与人类相似。信用：Itamar Harel
尽管该理论在理论上被广泛接受，但科学家一直难以在脊椎动物中识别出负责此类权衡的具体基因。研究团队使用了非洲青 turquoise 鱼——一种由Harel及其同事近期开创用于遗传衰老研究的短寿命物种，重点关注vgll3基因。该基因此前已被证明与人类青春期时机以及其他物种（特别是大西洋鲑鱼）的成熟过程相关。
通过CRISPR技术修改此基因，研究人员观察到了明显效果。vgll3基因被改变的鱼类生长更快，更早达到性成熟，这些特征在自然环境中可能提供繁殖优势。
然而，这些益处伴随着显著的长期代价。相同鱼类显示出寿命缩短和与年龄相关的肿瘤发病率升高，包括类似黑色素瘤的癌症。
"我们有效地捕捉到了进化做出权衡的过程。多年来，我们一直问为什么我们的身体不能无限期地自我维持。这个基因给了我们直接答案：自然不优先考虑长寿，而是优先考虑延续。我们被设计为短跑，而非马拉松，"Harel博士说。
vgll3如何驱动生长与疾病
进一步分析显示，该基因影响关键生物过程，包括细胞分裂、干细胞活性和DNA修复。增加的细胞活性可能有助于解释在年轻鱼类中观察到的快速发育以及在老年个体中导致疾病的损伤积累。
本项目由（从左至右）：Marva Bergman博士、Eitan Moses博士和Itamar Harel教授领导。信用：Tehila Atlan
研究人员还开发了一种新的免疫缺陷青 turquoise 鱼模型，使他们能够以此前在此系统中不可能的方式移植和研究肿瘤细胞。
"令人着迷且略带恐怖的是，我们在这些鱼身上看到的癌症并非随机事故。它是其青春活力的直接阴影。驱动细胞构建年轻身体的同一机制正在劫持系统来在老年体内构建肿瘤。如果我们能理解这一机制，我们可能最终学会如何将健康生长与衰老疾病分离，"Harel博士补充道。
由于vgll3在人类中是保守的，这些发现可能对理解人类发育、衰老和年龄相关疾病具有更广泛的意义。尽管先前的关联研究已将该基因与青春期时机和激素水平联系起来，但功能性数据直到现在才出现。
这一发现可能有助于未来癌症预防工作和旨在延长健康寿命的研究。研究人员表示，下一步将是探索是否有可能将该基因在早期生命中的有益效果与其晚年有害后果分离开来。
出版详情
《一种拮抗多效性基因调控脊椎动物生长、成熟和寿命》，《自然通讯》(2026)。DOI: 10.1038/s41467-026-72381-0
期刊信息：《自然通讯》
关键医学概念
Nothobranchius furzeri、黑色素瘤
临床类别
临床遗传学、肿瘤学
由耶路撒冷希伯来大学提供
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