長鹿角的兔子:從傳說生物到腫瘤研究的歷程

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在北美與歐洲的民間傳說中,頭上長鹿角的兔子加卡洛普(Jackalope)和沃爾珀丁格(Wolpertinger),都被認為是十分荒誕的傳說生物。但這種兔子頭上長著角的形象,可能是源自真實野外目擊所得到的靈感。早期就曾有些獵人描述過他們捕獵到的兔子外觀怪異,臉部與頸部長有許多類似角的突起物。而早在 18 世紀法國皮耶·博納泰爾(Pierre Joseph Bonnaterre)所寫的《百科全書和模式表》(Tableau encyclopédique et méthodique)裡就已經記載了這個現象。

加卡洛普的形象(圖片來源:Dr Von Drake,採用 CC BY-SA 4.0 授權,https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

加卡洛普的形象(圖片來源:Dr Von Drake,採用 CC BY-SA 4.0 授權,https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

到了 20 世紀,一位美國病毒學家理察·肖普(Richard Edwin Shope),在研究棉尾兔皮膚上的贅生物時,才首次證明這是一種病毒造成的皮膚疾病,後來病毒被命名為肖普乳突病毒,又稱作棉尾兔乳突病毒(cottontail rabbit papillomavirus,CRPV)。在美國,疫情主要集中在明尼蘇達州和北達科他州到德克薩斯州地區。

長出贅生物的兔子(感謝Gunnar Boettcher提供)

長出贅生物的兔子(感謝Gunnar Boettcher提供)

乳突病毒科(Papillomaviridae)的病毒是屬於小型、無包膜的 20 面體 DNA 病毒。最知名的種類就是人類乳突病毒(human papillomavirus,HPV),其中 HPV16 和 HPV18 能引發子宮頸癌、肛門癌以及頭頸癌等。

電子顯微鏡下的乳突病毒(以人類乳突病毒為例)(圖片來源:Laboratory of Tumor Virus Biology,CC0 1.0 公共領域,https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)

電子顯微鏡下的乳突病毒(以人類乳突病毒為例)(圖片來源:Laboratory of Tumor Virus Biology,CC0 1.0 公共領域,https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)

感染兔子的棉尾兔乳突病毒也有類似的致癌能力,這種病毒通常是藉由節肢動物如蜱、獵蝽或蚊子叮咬傳播給其他兔隻,而兔血蜱(Haemaphysalis leporispalustris)是最常見的傳染媒介。經過叮咬後病毒會感染兔子的上皮細胞,並在上皮細胞內開始增殖。

其中一種病毒蛋白 E6 會和兔子的 hDlg/SAP97 腫瘤抑制蛋白結合,導致 hDlg/SAP97 無法正常執行功能。hDlg/SAP97 平時能夠協助細胞維持形態上的極性與控制細胞增生。當 hDlg/SAP97 被 E6 病毒蛋白綁架之後,受感染的上皮細胞便會逐漸失去極性、增殖失控,讓上皮組織開始出現贅生物,進一步發展成鱗狀細胞癌,尤其在穴兔(Oryctolagus cuniculus)中,癌變比例可高達七成;不過東部棉尾兔(Sylvilagus floridanus)是這種病毒的天然宿主,所以大部分情況下乳突瘤會維持良性,不太容易癌變。

感染的上皮組織初始會出現紅色凸起區域,接著逐漸成粗糙圓形表面的乳頭狀物,再來發展成大型的角質化贅生物。如果是處於良性的狀態,大約在 6 個月內會逐漸消退。當不幸轉為鱗狀細胞癌時,癌細胞就會先入侵周圍的淋巴結,尤其是腋窩的淋巴結。這時候,大多數的兔子在生理方面如腎絲球、脾臟紅髓、肝血竇等部位會出現澱粉樣蛋白沉積。隨後癌細胞持續轉移至其他器官,尤其是肺部,而最終死亡。

由於棉尾兔乳突病毒與人類乳突病毒屬同一科,存在許多相似之處,因此在研究上會利用棉尾兔乳突病毒來感染兔子作為動物實驗,以瞭解該類病毒致癌的機制與病理學,為人類乳突病毒癌症研究提供了重要的價值。

過程中也發展出一系列基於棉尾兔乳突病毒的腫瘤細胞株,其中最代表性的是 VX2。VX2 細胞株就是源自於棉尾兔乳突病毒感染所引發的鱗狀細胞癌,具有高度可移植性,能在兔子的不同部位形成實體腫瘤,並且經常轉移至局部淋巴結與肺部,這些特徵與人類的頭頸癌極為相似,故 VX2 細胞株被廣泛應用於瞭解癌症機轉與治療淺力的動物實驗。

從最初的一個兔子皮膚贅生物,藉由人類的想像力產生了神秘傳說生物,到現今跨越成為腫瘤領域的研究工具,經過了極為有趣的一段歷程。

參考文獻:

1. Bette M and Mandic R. (2024). Cottontail Rabbit Papillomavirus (CRPV) Related Animal Models for Head and Neck Cancer Research: A Comprehensive Review of the Literature. MDPI.

2. Brabb T and Di Giacomo RF. (2012). The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents. Chapter 14 - Viral Diseases. Academic Press.

作者:水也佑


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演化之聲 The Sound of Evolution的沙龍
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