细胞永生之源?谈谈端粒和端粒酶的那些事儿

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在老百姓的心中,诺贝尔奖是公信力的代名词,不管你要买什么东西,一旦听说它跟诺贝尔奖能攀上关系,一瞬间就会觉得它高大上了,毫不犹豫的就要买买买!
商家也开始以此为卖点,大肆宣传端粒酶的神奇功效:逆龄抗衰,细胞重组,简直无所不能。那么,究竟什么是端粒,什么是端粒酶呢?为这些端粒酶产品掏腰包到底值不值得呢?
端粒为何物?
端粒是指位于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体,对于哺乳动物而言,端粒的存在可以维持染色体末端稳定。
我们的遗传物质大都藏在细胞的染色体中,染色体就像一条长长的鞋带,在鞋带的两头,各有一段 “保护装置”来确保细胞内的DNA以及遗传信息能够稳定完整的存在,这种保护装置就是端粒。
在染色体进行复制时,每次丢失一小段这种末端DNA,这样就不会对染色体所携带的遗传信息造成丢失,解决了复制过程中丢失遗传信息的问题。
端粒衰老理论
细胞每经过一次分裂,端粒都会丢掉一点点,当端粒无法再缩短时,细胞就会因为无法分裂而死亡,端粒也因此被科学家们称为“生命时钟”。因此,端粒的缩短被认为是细胞衰老的生物学标记。
也就是说,端粒的长度决定了细胞分裂的次数,控制着细胞衰老和死亡的过程,进而决定人的寿命长短。
正常情况下,细胞平均可分裂50次,分裂的周期大约是2.4年,然而,在不良的生活方式以及环境中存在的各种污染物的影响下,端粒的老化速度会加快,导致其提前缩短,细胞的分裂速率以及代谢速率也会逐渐减缓,当端粒缩短到临界水平时,其末端形成保护蛋白复合物的蛋白质就不能与端粒序列结合,也就不能再发挥它们在染色体末端封顶的作用。此时,细胞会失去再分裂的能力,最终细胞会出现衰老死亡。这也就是既然人类的天命之年是120岁,但大多数人都活不到100岁的原因。
所以,非常自然的问题随之而来:有什么物质可以控制端粒长度,以此来增加细胞分裂次数呢?有,答案就是端粒酶。
端粒酶
端粒酶是人体内一种特殊的具有逆转录活性的核糖核蛋白聚合酶,它可以在细胞内合成端粒DNA,维持端粒的长度,增加细胞的分裂次数,从而使细胞具有无限增殖的能力。简单来说,端粒酶能把缩短的端粒再重新延长一部分。
而端粒酶在人体正常体细胞中活性却很低,无法使端粒维持在稳定的长度,但是,有极少数细胞的端粒酶因某些特定原因被激活后,可以使细胞呈现出无限复制的能力,而这些细胞就是-癌细胞,在超过85%的癌症中,科学家都观察到了端粒酶的活性增高。
庆幸的是,正由于端粒酶在大部分肿瘤细胞中的特异性表达,它不但成为最广谱的癌症分子标记物,而且人们可以利用这一点,通过抑制酶的活性来对付癌症。因此端粒酶可作为抗肿瘤药物作用的一个重要靶点。
近年来,端粒酶抑制剂作为一种潜在的抗肿瘤药物也得到了广泛的研究。抗端粒酶治疗的主要目的是选择性地诱导癌细胞凋亡,同时尽量减少对正常细胞的影响。端粒酶抑制剂的实验表明端粒酶是一个可行的靶点,但同时应该注意的是,端粒酶抑制剂同样可能会对正常细胞如正常的干细胞,生殖细胞,造血干细胞等产生毒性。
因此,对于端粒酶抑制剂运用于癌症治疗方面,科学家们主要的挑战是:如何开发出能精准且有效的抑制端粒酶异常激活表达的肿瘤细胞,同时对正常体细胞尽量不造成损伤的靶向端粒酶抑制剂。