「如意」小老鼠？南醫大發現調控小鼠size的新機制!

在漫威電影裡，超級英雄「蟻人」只要按下蟻人服上的按鈕，通過漫畫家們想像的「分子壓縮」技術，就能夠隨意地變大變小。在電影《縮小人生》裡，也有「縮身計劃」的劇情設定。

當然，這些都是好萊塢編劇們天馬行空的想像。而近日，南京醫科大學的研究者們卻發現了一種能夠控制小鼠大小的新機制：當Pum1和Pum2這兩個Pumilio基因在小鼠中被敲除後，它們的器官和個體大小、體重都「神奇」地變小了。該成果已經於2月26日在Cell Reports發表。

同一窩、同齡但分別敲除PUM1及PUM2之後的小鼠生長情況

「Pum1被敲除的小鼠並不是某一特定器官變小，而是整體均勻地、按比例地變小了，而且，是打娘胎裡就變小的。」領導該項研究的南京醫科大學生殖醫學國家重點實驗室徐宇君教授介紹，團隊在研究調控生殖乾細胞的高度保守因子在哺乳動物生殖系統的作用研究中發現了這種情況。

PUM敲除小鼠在胚胎期就已經縮小

這種整體按比例的縮小現象，在出生第一天的新生小鼠身上就已經出現，因而研究者排除了進食和哺育不足等後天因素的影響，也排除了生長髮育的青春期生長激素的作用。細緻研究發現，早在小鼠胚胎期13.5天，Pum1 敲除小鼠的胚胎就已經開始減小。

「Pum1敲除並沒有影響小鼠的壽命和健康。」徐宇君教授介紹說，縮小版本的小鼠最長存活了96周，達到了小鼠的正常壽命。那麼，是什麼原因導致了縮小版小鼠的出現呢？是它的細胞變小了，還是它的細胞數量變少了？

PUM敲除小鼠與正常小鼠的各器官對比

「是細胞長得慢了，導致細胞數量變少。」在核糖體「工廠」裡，需要完成用RNA製造蛋白質的流程，此過程在生物學中被稱為「翻譯」，而Pum在這個「翻譯」過程中起調控作用。Pum敲除之後，細胞周期抑製因子CDKN1b「翻譯」增加，蛋白水準升高，因而細胞的增殖速度也就放慢了。

研究者們還在小鼠身上實現了個體大小的「精準控制」。這個基因家族的另外一個成員——Pum2的缺失對於小鼠體重也有影響，但其效應沒有Pum1缺失那麼大。有意思的是，Pum1和Pum2基因少掉一個，小鼠個體就減少一些，小鼠的體重對於Pum基因呈現「劑量依賴」效應。

PUM敲除小鼠（右）的神經細胞數量明顯少於正常小鼠

「這讓我們從一個新的視角去了解影響動物個體大小的因素，是一種新的、精準的調控機制。對於我們理解人的器官大小和個體大小的調控具有重要意義。」徐宇君說，許多影響細胞增殖的通路與腫瘤細胞都有所關聯，這也為研究如何抑製腫瘤細胞的增殖失控提供了一條新的前景。

文字 / 蔡心軼

圖片由生殖醫學國家重點實驗室徐宇君教授團隊提供