王文: 动物特殊性状进化及其生物医学意义

        本周四（3月9日）16:30，西北工业大学王文教授在浙江大学医学院辅楼报告厅进行了题为“动物特殊性状进化及其生物医学意义”的学术报告。本次报告由张国捷教授主持。各学院各专业的老师和同学对该讲座表现出了极大的兴趣，报告厅内座无虚席，现场讨论气氛十分热烈。

        经过亿万年的演化，一些动物进化出了独特的性状。反刍动物在仅仅三千多万年的进化史上，就进化出了瘤胃和骨质角两种独特的器官，其中鹿角是哺乳动物中唯一可以完全再生的器官，同时鹿的癌症发生率极低。

        有角反刍动物的出现仅仅在2200万年前，王文团队研究发现其组织细胞来源是神经嵴细胞，作为被性选择强力推动的鹿角的快速再生生长激活不少癌基因，鹿茸基因表达谱与骨肉瘤很近，却显著不同于其他正常组织。进一步深入研究发现鹿角角柄骨膜有一类干细胞，在老角脱落后进一步分化出了一种崭新的间充质成骨干细胞，该干细胞在小鼠和兔子骨损伤的修复速度和成骨组织均远优于骨髓间充质干细胞；通过与蝾螈四肢、鱼鳍和小鼠指尖再生等的比较，发现鹿茸再生的细胞分子机制与低等脊椎动物十分不同，提示哺乳动物再生很可能有不同的机制。

        可能作为对激活癌基因的反制，鹿科动物的抑癌基因受到了强烈的自然选择，从而导致鹿癌症发生率很低。对生活于北极圈驯鹿的研究表明，其维生素D合成代谢的关键基因如POR和CYP27B1的活性是其他哺乳动物的数倍甚至20倍，在阳光极度缺乏的条件下可能保障了钙的高效代谢吸收。此外，反刍亚目另外一个科——长颈鹿科中的长颈鹿属动物极端耐受高血压，对其受到强进化选择的基因FGRRL1的研究表明，替换该基因的小鼠几乎不得高血压，成体骨密度也显著增高。这些结果为以反刍动物为模型进行再生、抗肿瘤、高血压、骨质疏松等生物医学研究提供了新视角。相关研究发表于Science，Science Advances，Nature Communications等。

王文，西北工业大学教授，中国科学院“动物进化与遗传前沿交叉卓越科学中心”客座研究员。长期来一直进行进化基因组学研究，在各类生物进化的遗传创新机制研究方面取得了一批成果，以第一或通讯作者在Cell，Science，PNAS，Nature Genetics，Nature Biotechnology，Nature Communications，Nature Ecology and Evolution等重要学术刊物上发表多篇论文。目前论文被引用近21000多次，H index为67。是Science China-Life Sciences等学术刊物编委。2022年获选“新基石研究员”。