Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Nakenråttan (Heterocephalus glaber) är ett däggdjur som lever hela sitt liv under jord i
eusociala kolonier i östra Afrika. Den är jordens mest långlivade gnagare med en maximal
livslängd på över 30 år, vilket är häpnadsväckande i jämförelse med 4 år hos en mus i samma
storlek. Den nakna gnagaren har, utöver sin avsaknad av päls, en bristande förmåga till
termoreglering. Med en kroppstemperatur på omkring 30–32°C och en mycket värmestabil
livsmiljö, får den problem med termoregleringen redan när temperaturen i omgivningen börjar
närma sig 15°C och nakenråttan liknar i just det avseendet mer en ödla än ett typiskt däggdjur.

Nakenråttan är dock anmärkningsvärd i många andra avseenden. Den klarar upp till 18 minuter
av anoxi, den är väldigt smärttålig och under de första cirka 75% av livet verkar den inte åldras
överhuvudtaget; den är mycket motståndskraftig mot många av de vanligaste tecknen på
åldrande och åldersrelaterade sjukdomarna. De är även fertila upp i hög ålder och uppvisar en
ovanligt låg grad av gendifferentiering de första 20 åren av sina liv. Största fokus i denna
litteraturstudie ligger på nakenråttans resistens mot cancer.

Innan februari 2016 fanns inga dokumenterade fall av tumörutveckling hos nakenråttor, trots
att djuren forskats på och observerats extensivt i många år. Forskningen har kommit fram till
ett antal olika skäl till nakenråttans cancerresistens. I denna litteraturstudie nämns bland annat
dess höga produktion kombinerat med låg nedbrytning av den extracellulära stödjemolekylen
hyaluron, en molekyl som dessutom är 5 gånger så stor hos nakenråttan som hos mus.
Nakenråttan har även uppvisat höga nivåer av a2-makroglobulin och ett antal integriner
inblandade i celladhesion; något som påverkar såväl migration och adhesion som invasion hos
både normala celler och cancerceller.

Fibroblasterna hos nakenråttan är betydligt mer resistenta mot många toxiner än vad musens är.
Det har dessutom visat sig att de vid exponering av gentoxiner kan gå in i temporär vilofas och
därmed undvika att föra vidare skadat DNA. Denna förmåga hade inte mössens fibroblaster i
försöket. Nakenråttan uppvisar dessutom basala nivåer av p53 som är 50 gånger större än de
hos mus. Under gentoxisk exponering ökar nivåerna dessutom betydligt mer än vad musens
gör. Detta betyder att de förmodligen har ett bättre skydd mot cancer på cellnivå, då p53 reglerar
till exempel vilofas och apoptos. Även av Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor), ett
protein inblandat i cellens antioxidativa skydd, har nakenråttan uppvisat höga nivåer. Nrf2 har
visats vara inblandat i kroppens skydd mot en rad sjukdomar, bland annat cancer. De höga
nivåerna av Nrf2 kan även vara en förklaring till nakenråttans resistens mot toxiner.

Om man vill använda sig av nakenråttans mekanismer mot åldrande och tumörutveckling i
framtida forskning, så finns där ingen brist på underlag för det. Mekanismerna är många och
samverkar i många fall med varandra, vilket gör det hela något komplext. Men det finns ingen
tvekan om att nakenråttans fysiologi kan vara till stor hjälp för framtida forskning, och kanske
kan den en dag bidra till ett längre och friskare liv för såväl oss människor som för våra husdjur.

The naked mole-rat (Heterocephalus glaber) is a fascinating eusocial, subterranean mammal
living in East Africa. The world’s longest living rodent has a maximum life span of over 30
years. A remarkable number when compared to a mouse of similar size, with a maximum life
span of about 4 years. The naked mole-rat, in addition to its lack of fur, has a poor
thermoregulatory capacity. In fact, with a body temperature of around 30–32°C and an
extremely thermostable habitat, it has difficulty managing thermoregulation even at
temperatures approaching 15°C. In that regard, this rodent more closely resembles a reptile than
a typical mammal.

Even so, the naked mole-rat is remarkable in various other aspects. They can sustain up to 18
minutes of anoxia and they are extraordinarily resistant to pain. They also do not seem to age
at all during at least the first 75% of their lives, being unusually resistant to most common signs
of aging and age-related diseases. Naked mole-rats remain fertile for most of their lives and
during their first 20 years they show very little sign of gene differentiation. The main focus of
this literature study is on the resistance to cancer in the naked mole-rat.

Prior to February of 2016 there were no reported cases of tumors in naked mole-rats, despite
the fact that they had been extensively studied for many years. Researchers have discovered
several causes for cancer resistance in the naked mole-rat. This literature study mentions the
extracellular molecule hyaluronan, which is about 5 times bigger in this animal than it is in the
mouse. The naked mole-rat has also been shown to have higher levels of both a2-makroglobulin
and a number of integrins involved in cell adhesion; something which has an impact on the
migration, adhesion and even invasion of both regular cells as well as cancer cells. Naked molerat
fibroblasts have a very high tolerance to several toxins compared to the fibroblasts of mice.
In addition, when exposed to genotoxins the fibroblasts of naked mole-rats have been shown to
enter temporary senescence until any DNA damage is repaired, an ability that mouse fibroblasts
lacked.

The base levels of p53 have been found to be 50 times higher in naked mole-rats than in mice.
Furthermore, these base levels of p53 exhibit a considerably larger increase during exposure to
genotoxins than do the ones in mice, implying a more elaborate cellular protection against
tumor development. In these experiments, researchers also found higher levels of the protein
Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor) in the naked mole-rat. Nrf2 has a proven part in
the defense against many common diseases including cancer. The high levels of Nrf2 may also
provide an explanation to the apparent tolerance to various toxins in these animals.

For anyone who wishes to do further research in the fields of longevity and cancer on the naked
mole-rat, pre-conditions are great. There is a ton of material on its remarkable physiology,
including its longevity and cancer resistance. There are numerous underlying mechanisms to
these qualities in the naked mole-rat, of which many seem to be cooperating; making it all a bit
complex. However, the possibilities of this animal being of great importance in future scientific
research are undeniable. And perhaps one day the naked mole-rat may contribute to a longer
and healthier life for us humans as well as for our pets.