这些色彩奇特的宠物壁虎原来还藏着与人类癌症有关的秘密

发表于 3年以前 | 总阅读数：1098 次

但在过去三四十年里，经过人工选育和繁殖，许多豹纹守宫的身上出现了绚丽的条带和迷人的斑纹。根据色调的不同，有柠檬霜、蜜橘、黑夜、白骑士等各种名称。

▲各种色彩的豹纹守宫，左上角的一只是原色（图片来源：参考资料[1]；Credit: L. Guo et al. /PLOS Genetics 2021/Steve Sykes）

绚丽的豹纹守宫不仅吸引了爬宠玩家，还吸引了一些生物科学家。加州大学洛杉矶分校的Longhua Guo博士回忆说，当他在2017年刚刚进入遗传学家Leonid Kruglyak教授的实验室时，想要找一个有意思的课题。刚好，他在网上看到了一篇介绍豹纹守宫的文章。“我立马被图片吸引。”他说，“这些动物的颜色和图案太奇特了！”

不过Kruglyak教授很清楚，要探索豹纹守宫体色背后的基因并非易事。尽管他的实验室专长于揭秘不同生物各种性状的遗传基础，但他从未研究过豹纹守宫。不像小鼠、斑马鱼等常见的实验动物，其基因组序列早已被破解，有很多研究工具可以供科学家使用；对于蛇、蜥蜴等爬行动物，人们对其遗传学的了解极为有限，连哪些基因位于哪条染色体上也鲜有人知。

受好奇心驱使的科学家们找到了一个合作者，当地一位狂热的豹纹守宫繁育爱好者Steve Sykes先生。

说他狂热一点也不夸张。Sykes先生饲养了数百条豹纹守宫。2015年，为了一见钟情的一对豹纹守宫，Sykes先生曾经一掷千金，更确切的说，是1万美元！

这一对豹纹守宫的颜色和Sykes先生过去见到的都不一样，它们整个背部呈现漂亮的淡黄色，就像浸在了柠檬果冻里。这是一对刚刚繁育出的新品种，被称作“柠檬霜”。Sykes先生给它们取名为霜先生和霜太太。

▲柠檬霜豹纹守宫，霜先生Mr. Frosty（图片来源：参考资料[2]；Credit：L. Guo et al./PLOS Genetics 2021/Steve Sykes）

Sykes先生向科学家们介绍了他的收藏。他有数量足够多的豹纹守宫，更难能可贵的是，他还有详细的繁殖记录，这对于科学家们分析体色遗传极有帮助。

Sykes先生也专门向Guo博士讲述了“霜先生”的故事。在买下这对柠檬霜后，他让霜先生和其他豹纹守宫进行杂交，希望生出更多漂亮的柠檬霜。然而，一年之后，他注意到了奇怪的事情：一些幼体的皮肤上长出了小小的白色肿块。随着时间推移，他发现，几乎超过80%的柠檬霜个体会在出生后的五年里长出白色的皮肤肿块。有些个体的肿块会长得很大，导致动物行动困难；一旦破裂，还会引起感染。

因此，Sykes先生希望科学家们研究柠檬霜。他想知道，它们的皮肤肿块和独特的颜色是否有某种密不可分的联系，是否有办法让培育出的柠檬霜避免这种命运。

▲80%的柠檬霜个体会长肿瘤（图片来源：参考资料[1]）

科学家们接受了建议。

他们从500只豹纹守宫的尾巴或脸颊内侧采集了DNA，包括霜先生的几十个子孙，然后使用基因组测序技术阅读它们的遗传密码。同时，根据每一只的外观和繁育记录，研究人员可以确定它们有几个柠檬霜等位基因。通过比较柠檬霜个体与原色个体的基因组差异，寻找基因组中柠檬霜个体与其他个体不同的片段。

研究人员最终破解了柠檬霜的遗传密码。他们发现，单个基因同时控制了颜色和癌症。通过各种基因分析，结果指向了基因组中的一个区域，该区域只包含一个已知的基因：SPINT1。

而这个SPINT1基因，已经被发现与癌症有关。该基因发生突变的人，更容易得黑色素瘤，一种致命的皮肤癌。鉴于这个基因在癌症中的已知作用，Kruglyak教授认为，他们找到了导致豹纹守宫长肿瘤的明确候选者。具体来说，柠檬霜个体拥有变异的SPINT1，该基因中的错误可能引起皮肤中的虹膜细胞（iridophores）过度增殖。

和热带鱼、变色龙一样，豹纹守宫的绚丽色彩来自虹膜细胞。虹膜细胞通过晶体产生颜色，这些晶体的形状和结构会影响它们折射和反射光线的方式，从而产生各种颜色。豹纹守宫的虹膜细胞中，晶体排列产生白色。当虹膜细胞及其晶体过量产生，整体背景显得更白，动物的黄色看起来更明亮，但也可能导致皮肤肿瘤的发展。

▲柠檬霜个体的皮肤肿瘤中，虹膜细胞内含有更多的反光晶体（左）；相比之下，原色个体的皮肤中，虹膜细胞的密度较小，晶体较少（图片来源：参考资料[1]）

2021年7月24日，这项研究成果发表在学术期刊PLOS Genetics上。

得知这一结果，Sykes先生表示，他已经停止繁育柠檬霜个体，“我的目标是繁殖出美丽、完美、健康的豹纹守宫，而现在看来，似乎不可能将柠檬霜基因与肿瘤表型分离开来。”

而科学家们的研究没有停止。最初只是出于对豹纹守宫奇特色彩的好奇，最终他们被带到了一个出乎意料的方向。这项研究的发现，或许可以为研究人类黑色素瘤开辟新的途径。例如SPINT1的突变究竟如何影响黑色素瘤的形成，仍然还是未解之谜，而虹膜细胞中的新发现，可能揭示重要的分子通路。

Kruglyak教授甚至期待，豹纹守宫或许还能成为爬行动物中的“小鼠”，作为未来研究癌症的新模型。

参考资料：

[1] Longhua Guo et al., (2021) Genetics ofwhite color and iridophoroma in “Lemon Frost” leopard geckos. Plos GeneticsDoi: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009580

[2] Leopard gecko skin tumors traced tocancer gene. Retrieved June 28, 2021 from https://www.hhmi.org/news/leopard-gecko-skin-tumors-traced-to-cancer-gene

[3] 被称为“川普白化”的壁虎，和川普是什么关系？Retrieved June 29, 2021 from https://mp.weixin.qq.com/s/pWaAvoMnjoei01uWhE5z3w