每当我们拿起一瓶多矿物质补充剂时，成分表上经常会出现一些化学元素:钠、钾、钙、镁、锌、铁等。他们对我们有多重要?我们的骨头是由磷酸钙组成的;我们的体液中含有钠离子和钾离子;大约三分之一的酶(加速我们体内化学反应的生物催化剂)需要锌、铁和铜等微量元素。缺乏这些元素通常会导致健康问题，如贫血和骨骼发育不良。

许多其他动物也需要这些元素，但在使用和分布上的差异尚不清楚。在这项研究中，我们研究了26个物种(包括小鼠、大鼠、鼩鼱、蝙蝠、兔子、猫、狗、猪、马、猕猴和熊)，这些物种被选为代表哺乳动物的主要群体，它们的体型和寿命范围很广。对于每个物种，我们测量了大脑、心脏、肾脏和肝脏中18种化学元素的含量，并试图回答一些问题:这些元素是否有相似的分布模式?它们是否在一个器官中含量高而在另一个器官中含量低?它们的水平在不同物种之间有何不同?它们的水平是否与物种的体重或寿命相对应?

在分布模式方面，铁、锰、钼、钴和镍表现出很强的相关性(即它们经常同时处于高水平或低水平)，这表明它们可能具有一些共同的特性。事实上，这五种元素都可以失去电子形成离子，这些离子可以通过相同的蛋白质通道进入细胞。铜和锌也密切相关。许多代谢酶要么需要铜，要么需要锌才能正常工作，有些酶甚至两者都需要。就器官而言，肝脏有许多高水平的元素，因为它是许多代谢反应和解毒过程的中心。相比之下，大脑和心脏的大多数元素含量较低。

当我们比较26个物种时，有一些关于硒元素的有趣观察。首先，在两种非洲鼹鼠的肾脏和肝脏中发现的硒含量非常低。其中包括在非洲沙漠中发现的裸鼹鼠。它们的体型和老鼠差不多，但寿命几乎是老鼠的10倍。其次，不同物种肾脏和肝脏中的硒水平部分取决于硒蛋白P中硒半胱氨酸(一种含硒的氨基酸)残基的数量，残基数量越多，硒水平越高。第三，当这些物种按照它们的寿命进行排序时，寿命较长的物种肝脏中的硒含量低于寿命较短的物种。硒对所有动物都是必需的，但其在不同物种之间变化背后的生物学原因尚不清楚。硒蛋白P的序列是由物种的自然遗传编码决定的，这种变异可能是在数百万年的进化过程中产生的，以适应物种的生存策略。

此外，肾脏和肝脏中锌和镉的含量也与物种寿命呈正相关。锌的影响可能与体重差异有关，而镉是环境中的重金属，可能只是随着动物的生活而积累。虽然仍有许多悬而未决的问题，但我们的研究阐明了元素在不同器官和物种之间的利用和分布模式，以及与体重和寿命变化的潜在联系。

马思明，Vadim N. Gladyshev

布里格姆妇女医院医学部遗传学部，
哈佛医学院，马萨诸塞州波士顿02115，美国

出版

根据器官起源、谱系专门化和寿命的哺乳动物组的组织。
马绍平，李国光，金宝波，Park TJ, Seluanov A, Gorbunova V, Buffenstein R, Seravalli J, Gladyshev VN
Cell rep 2015 11月17日

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