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宋世超

撰稿人 | 科普作者

科普与科幻是我的双重底色，我爱好用通俗的语言讲透硬核科学，也喜欢以天马行空的想象构建未来图景。我相信只有让严谨的科技同时拥有温度，才能激发出最强筋的浪漫与可能。

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人类也有冬眠潜力？科学家发现关键调控元件，为糖尿病治疗提出新思路

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基础研究

人类也有冬眠潜力？科学家发现关键调控元件，为糖尿病治疗提出新思路

听全文

03月06日 17:47

地松鼠是典型的冬眠哺乳动物，冬季会进入深度蛰伏状态

地松鼠是典型的冬眠哺乳动物，冬季会进入深度蛰伏状态（图片来源：Garst, Warren）

目前天气刚回暖，你是不是还记着刚刚过去的那个冬天？寒风好似能吹进骨头缝、空气干冷，万物萧条。每到这种时候，最幸福的莫过于那些会冬眠的小动物——囤点吃的、或者攒一身膘，然后往窝里一躺，就能够舒舒服服地混过去一个冬天。

但你绝对想不到：其实在咱们人类身上，竟然也藏着“冬眠基因”。科学家已经发现，虽然这些基因可能并不能让人真正冬眠，但相关的研究却可能让人类“借用”一些冬眠前后的调控能力，在改善代谢、保护神经、防病抗病方面，为人类带来一把新钥匙。

未来靠着它们，人类说不定能通过解锁“低配版冬眠”（实际上只是类似冬眠的代谢调控方式），为肥胖、糖尿病、神经损伤等难缠的毛病提供全新的干预方向。

动物冬眠的秘密：藏在基因里的“节能模式”

许多哺乳动物都具有一种特殊的“超能力”，那就是在冬季进入一种独特的生理状态——冬眠。

像某些蝙蝠以及地松鼠（ground squirrels）等一部分啮齿类动物，它们在冬天会显著放慢自己的心跳、将体温降低到接近环境温度，与此同时，产生的能量消耗也会降到最低。在这种“节能模式”下，他们对食物的需求极低，也就几乎不需要进行任何外出活动。

可不要小看这种“睡过一整个冬天”的能力。在它的背后，其实存在着一整套复杂、精密的基因调控系统所驱动的生理程序，特定的冬眠基因决定了动物何时进入代谢抑制状态、维持这种状态多久、以及如何安全地从低代谢状态中恢复过来。

令人感到惊讶的是，研究表明这种调控网络的基因及其控制机制在人类基因组中也有对应的序列片段。科学家将其称为“与冬眠表型相关的DNA调控区域”（a hub of hibernation genes）。

松鼠疯狂屯橡果的行为大都是在为了冬眠做准备

松鼠疯狂屯橡果的行为大都是在为了冬眠做准备（图片来源：《冰河世纪》短片）

小小实验鼠，揭开冬眠的基因密码

为了探索冬眠基因如何影响身体，研究团队用实验鼠代替人类并开展了实验。

需要说明的是，小鼠并不会像地松鼠那样进入真正的冬眠。但研究人员通过控制环境温度和喂食频率，可以让它们进入一种短暂的低代谢状态——蛰伏（torpor）。在这种状态下，小鼠的核心体温（Tbi）、心跳和能量消耗都会显著下降。

小鼠在蛰伏前期、蛰伏期、恢复期下的核心体温（Tbi）变化

小鼠在蛰伏前期、蛰伏期、恢复期下的核心体温（Tbi）变化（图片来源：Steinwand et al., Science, 2025）

在成功让小鼠“躺平”蛰伏后，科学家利用CRISPR基因编辑技术（一种能精准定位、定点修改DNA的分子工具），通过向导RNA精准识别和找到他们想要关闭的基因调控区域。之后，研究人员让这个向导化身导弹的导引头和尾翼，带领着“分子剪刀”Cas9直接过去进行了定向敲除，从而关闭了对应的调控功能。

就这样，研究人员可控关闭了五个关键基因调控元件（也被称为顺式调控元件，即CREs），并开始观察这种操作对于小鼠体重、代谢率和觅食行为的影响。

科学家在小鼠基因组中锁定了5个与冬眠行为相关“基因开关”

科学家在小鼠基因组中锁定了5个与冬眠行为相关“基因开关”（图片来源：Steinwand et al., Science, 2025）

结果显示，敲除特定顺式调控元件会显著改变小鼠的体重增长速度与基础代谢率，且部分效应存在性别差异。一些调控元件的缺失还会影响小鼠在蛰伏状态下的觅食行为以及体温恢复的速度。若能将这一调控机制应用于人类，许多与代谢以及神经相关的疾病便有望获得新的干预策略，但是，这可能吗？

基因调控开关：人类藏在身体里的“超能力”

令人振奋的是，这些关键调控区域在哺乳动物中广泛存在，对于人类来说，它们就存在于FTO基因（该基因与体重、脂肪代谢、肥胖风险高度相关）位点区域。

科学家们指出，如果未来能够精准调控这些“冬眠基因”，或许就可以帮助人们来改善自身的代谢健康。也就是通过模拟冬眠动物在冬季降低代谢、调节能量储备的方式，来帮助人们控制血糖和脂肪水平，为肥胖和糖尿病的干预提供新思路。

此外，冬眠动物在低血流和低体温状态下仍能保护大脑功能，激活相应基因或许可以为人类提供神经损伤防护的新策略。

最后，如果能通过药物激活这些与冬眠相关的基因，即便无法让人类真正进入冬眠状态，也可能帮助我们获得部分类似的生理优势，例如降低代谢消耗、保护神经、改善血糖与脂肪调控等，这可能帮助人类在极端环境下生存和工作。

冬眠状态下的蝙蝠

冬眠状态下的蝙蝠（图片来源：维基媒体Magne Flåten）

当然，这条路仍然充满挑战，要真正实现相关的期望，恐怕还需要相当漫长的一段路。首先，人类无法像实验鼠那样，通过控温控食就轻易进入低代谢状态。其次，基因调控到底会产生何种副作用影响，目前也还不完全清楚。进行相关的临床实验必须慎重。

动物的冬眠本身就是一种非常神奇的现象。我们甚至可以说，在某种程度上，冬眠基因赋予了这些动物一系列“生物学超能力”，让它们能够实现远超自身平常极限的生理调节与自我保护。而通过想办法激活人类的冬眠基因，未来或许可能让人类也间接受到相关的益处——无需进行真正的冬眠，人类也能享受到代谢调节和神经保护的好处。

参考资料：

[1]. Livescience → Humans may have untapped 'superpowers' from genes related to hibernation, scientists claim

[2]. Discover → The Secret to Hibernation Is Hidden in Human DNA and We Might One Day Activate It

[3]. PubMed Central（PMC） → Conserved Noncoding Cis-Elements Associated with Hibernation Modulate Metabolic and Behavioral Adaptations in Mice

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