科学说长寿之二:端粒的是是非非
2015-12-23
有一句网友调侃的古诗是这样的:人生自古谁无死,除非重建端粒体。足见端粒(Telomere)在人体衰老与长寿中的重要作用。
从结构上说,端粒是人体染色体末端一段高度保守的片段,主要由一些串联重复的DNA序列和相关的保护性蛋白质构成。
端粒对基因组DNA具有保护作用,例如防止染色体末端的线状DNA被当成“废品”进行处理(包括DNA末端联合、DNA重组或者DNA修复等,处理过程往往导致染色体结构不稳定)。
此外,当细胞分裂时,DNA复制过程往往不能复制染色体中所有的DNA,尤其是末端部分。
因此,体细胞每一次分裂过程都意味着染色体的消耗。而端粒的作用恰恰在于弥补这种损耗。
真核细胞中的端粒酶(Telomerase)能够把端粒的复制片段添加到染色体末端,从而补偿了染色体复制过程中缺失的片段。
那么,有了端粒(酶)的存在,染色体是不是永远不会缩短了呢?细胞是不是将长久保持分裂的活性而不衰老呢?事实并非如此!
在人体许多细胞中,端粒酶活性十分有限,并且在弥补染色体损害的同时端粒也在逐渐缩短,其缩短的幅度与疾病导致衰老或死亡的风险息息相关。
那么,究竟是端粒的缩短导致了疾病或者端粒的缩短仅仅是疾病发生的一个标志呢?
目前科学家们的观点倾向于认为二者都成立,并且它们似乎形成了一个恶性循坏。
我们且从众人闻之色变的“癌症”来窥视端粒的变化。80%~90%的恶性肿瘤细胞中端粒酶活性与正常组织相比都出现了上调。
然而,在这两百多种恶性肿瘤中端粒酶活性增强的原因却不尽相同,可能与不同肿瘤的致病因素或者其他事件有关。
而反过来,端粒酶的活性似乎也为肿瘤的发生发展添砖加瓦。
从医学上来说,恶性肿瘤是一种形如“脱缰的野马”一般无限增殖的细胞,也是影响人类长寿的最大杀手之一。
端粒的长度影响因素颇多,那么它能否在精准医学时代为健康与长寿提供些微蛛丝马迹呢?也许答案只能留待后人了。
(文章来源:Human telomere biology: A contributory and interactive factor in aging, disease risks, and protection.Elizabeth H. Blackburn et al. Science 350, 1193 (2015);DOI: 10.1126/science.aab3389)
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