端粒与人类疾病

端粒与人类疾病

端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。形态学上，染色体DNA末端膨大成粒状，像两顶帽子那样盖在染色体两端，因而得名。在某些情况下，染色体可以断裂，这时，染色体断端之间会发生融合，或者断端被酶降解。但正常染色体不会整体地互相融合，也不会在末端出现遗传信息的丢失(被降解之类)。可见端粒在维持染色体和DNA复制的完整性方面有重要作用。

因此，有人希望能把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，或者是给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度，达到返老还童的目的。但生物整体的老化，是一个非常复杂的问题，端粒的长度只是决定衰老的一个因素，因此端粒酶抗衰老，目前只具理论价值，连动物实验都很少，更别说应用于人了。

不过，端粒的缩短，的确和很多疾病有关。许多研究发现，基因突变、肿瘤形成时，人体的端粒可表现出缺失、融合或序列缩短等现象。而且，在一些癌症细胞中，端粒酶活性增高，它与端粒之间有某种联系，所以这些癌细胞可以分裂很多次。某些特定的癌细胞，如果可以阻止端粒酶，端粒就会变短，癌细胞就会死亡。所以深入研究端粒和端粒酶的变化，是目前肿瘤研究中的一个新领域。

当机体细胞分裂时，子代细胞通常会接收来自母体细胞基因组的相同拷贝，然而在细胞分裂过程中偶然性的错误往往会产生引发癌症的基因突变;为了避免有害基因对有机体的不利影响，产生偏离正常染色体数量的突变细胞就会被细胞的保护性机制所清除;近日，来自德国弗里茨—李普曼研究所的研究人员通过研究揭示了端粒的关键角色，其可以“感知”携带错误染色体数量的细胞，相关研究刊登于国际杂志The EMBO Journal上。

端粒会通过产生压力信号来抑制非整倍体细胞的增值进而对非整倍性作出反应，然而合成端粒的端粒酶或许可以通过减缓端粒所诱导的压力信号来间接促进非整倍体细胞的存活，进而促进机体致癌作用的发生。

端粒是线性染色体的末端结构，其由重复性的DNA序列和特殊的端粒结合蛋白所组成，端粒可以在线性染色体末端形成一种保护性的“帽子”来抑制染色体不稳定;为了完成端粒DNA的复制及端粒功能的发挥，就需要一种特殊的端粒酶，过去20年的研究表明，端粒和端粒酶在抑制和促进肿瘤发生上扮演着双重的功能。

研究发现患有抑郁症的人衰老速度快

荷兰的一项最新研究表明，患有抑郁症的人可能会比其他人老得快。

据美国趣味科学网站11月12日报道，研究人员调查了大约1900名曾在人生某个阶段有重性抑郁症的人和500名从未有过抑郁症的人，测量了端粒的长度。端粒是染色体末端的“帽子”，可在细胞分裂时保护DNA。一般来说，细胞每分裂一次，端粒就会缩短一点，因此它们的长度被认为是细胞衰老的指针。

研究人员发现，与对照组相比，有过抑郁症的人的端粒较短。他们认为，这说明抑郁症患者的细胞衰老过程加快了好几年。

12日的《分子精神病学》杂志发表了这一研究结果。论文称，抑郁症严重、症状持续时间长都与端粒长度缩短有关，在控制了体重、吸烟、饮酒和有可能促使衰老的其他几个因素以后，结果仍保持不变。

“抑郁症患者的心理困扰对人体‘损耗’有非常大的不利影响，致使生物性衰老加快，”论文作者、阿姆斯特丹自由大学的研究人员约西纳·费尔赫芬表示，“这一研究成果也许有助于解释重性抑郁症患者常有的各种身体病痛”。

研究表明，即使把健康状况和生活方式等因素考虑在内，有抑郁症的人也有更大风险罹患往往会伴随着衰老而来的疾病，比如痴呆、癌症和II型糖尿病。

端粒长度用DNA的基础材料——碱基对来衡量。在研究中，健康人的端粒平均长约5540碱基对，而抑郁症患者的端粒长约5460碱基对。研究对象的年龄在18岁至65岁之间。研究人员发现，每年长一岁，端粒平均缩短14碱基对。这与以往的研究结果是一致的。

研究人员证明了抑郁症与端粒缩短有关，但并未证明它们之间有因果关系。他们表示，两者都有可能起因于其他因素，比如基因易损性。端粒缩短还有可能是人体应激系统损伤造成的。

“尚未解决的一个重要问题是这个衰老过程能否逆转，”研究人员在论文中表示。费尔赫芬说，端粒酶可以给染色体末端增加核苷酸从而延长端粒，生活方式的改变也有可能提高端粒酶的活性从而使端粒变长。她指出，“健康的生活方式，比如足够的体育锻炼、不吸烟、饮食合理等对于有抑郁症的人比对于没有抑郁症的人更为重要”。

让老人多活几十年的秘诀

1.少把压力挂嘴边。

压力看不到摸不着，殊不知压力真的会影响寿命。美国加州大学在一项针对同龄女性的研究中发现，经常感到压力大的女性，其基因端粒的长度比压力小的女性短得多，差距相当于早衰老10年。而退休女性的端粒则相对更长，这说明压力减轻后，端粒可以得到一定程度的恢复。研究人员表示，研究证明了随着工作压力的增大，现代人的基因端粒长度在日益缩短。不过，平时经常通过练习瑜伽、冥想打坐、与朋友聊天或者听听音乐等方式缓解压力，可以使端粒酶活力提高43%，进而起到延长端粒的作用。另外，研究人员还特别推荐了“扮鬼脸解压法”：面部收缩(仿佛有东西砸到脚上时的面部表情)15秒，然后放松，反复几次后，可有效缓解紧张情绪。

2.让运动成为“朋友”。

久坐不动能减寿可不是耸人听闻。英国剑桥大学的研究人员发现，绝经后妇女如果不锻炼，其端粒缩短的危险就会增加15倍。研究者表示，锻炼身体既有助于消除压力，也有助于提高端粒酶活力。如果每天高强度运动14分钟，连续3天后，就会收到效果。在运动方式上，选择自己最喜欢的运动更有助于持之以恒，爬山、快步走、游泳、球类运动都是不错的选择。在制订运动目标时，应切合实际，不要急功近利。另外，适当给自己一个奖赏并且找个运动伙伴也非常重要。

3.餐桌上多些粗粮。

膳食纤维是健康饮食中不可缺少的元素。美国维克森林大学的研究发现，膳食纤维(特别是来自谷物的纤维素)除了在保持消化系统健康上扮演必要角色外，还能延长端粒的长度。研究人员认为，全谷食物的抗炎和抗氧化作用是其中的关键所在。除了全谷物食品，干豌豆、扁豆、青豆等豆类，茄子、菠菜、无花果和梨，都是我们平时忽视的高纤维食物，常吃它们能帮你每天轻松获得25—30克膳食纤维。

4.经常盯着体重秤。

如果你发现肚子上的“游泳圈”又大了一圈，那么你离长寿的目标就又远了一步。美国北卡罗来纳州国家环境健康科学研究院的一项研究发现，肥胖会导致慢性炎症，进而出现氧化损伤，而端粒对氧化损伤非常敏感。身体超重或肥胖时间越长，身体所受氧化的损伤就越大，肥胖会加速人体衰老进程。

5.多补充“天然维生素”。

美国国立健康研究院的研究发现，补充维生素C、E和B12有助于延长端粒长度，因为它们具有抗氧化和抗炎作用，可保护端粒免受损伤。适量补充复合维生素的女性的端粒，大约比不补充的女性长5%。研究人员表示，对于健康的成年人来说，合理膳食就能够摄入人体需要的各种维生素，不需要额外补充。通过天然饮食进行补充更安全，抗衰老效果也会更好。

6.每周至少吃两次鱼。

保护心脏和健脑是吃鱼公认的好处。美国俄亥俄州立大学一项有关营养对人体端粒影响的研究发现，吃鱼还能改善并保护端粒。人体在补充鱼中含有的欧米伽-3脂肪酸四个月后，就可以使血液细胞中的端粒更长。三文鱼、金枪鱼等多脂鱼含欧米伽-3脂肪酸最多，可以抵抗炎症和氧化损伤，进而对端粒起到保护作用。研究者建议，一般成年人每周至少应吃两次鱼。

7.试着坚持以上好习惯。

改善长寿基因是一件长久的事情，研究人员表示，将多种健康习惯相结合，才可以使延长端粒的效果最大化。研究发现，如果通过打坐放松身心、经常进食全谷食物和鱼类、适当补充复合维生素、每周6天坚持每天步行30分钟、补充鱼油，最终能让人体端粒酶活力提高29%—84%。因此，要想自己更加长寿，就要做到将这些好习惯持之以恒地坚持下去。

癌症和衰老奥秘进一步揭开

凭20年前的发现获奖

在生物的细胞核中，有一种易被碱性染料染色的线状物质，它们被称为“染色体”。在染色体末端部分有一个像帽子一样的特殊结构，这就是端粒。1982年，布莱克本和绍斯塔克发表论文，阐述了端粒保护染色体的作用。随后不久，布莱克本与格雷德共同发现了一种能增强体外细胞繁殖能力的物质，他们将其取名为端粒酶。20多年过去，科学家越来越觉得端粒酶具有巨大医学意义。这正是伊丽莎白·布莱克本三人今年获得诺贝尔奖的原因。

借助布莱克本等人的开创性工作，科学家们如今研究知道，端粒酶在细胞老化过程中起着关键作用：端粒酶具有调控端粒长短的能力，让细胞焕发活力，端粒酶活性低，端粒变短，细胞就老化;相反，细胞老化就被延缓。卡罗林斯卡医学院的新闻公报说，伊丽莎白·布莱克本等人的发现，“清楚地显示了疾病的机理，并将促使我们开发出潜在的新疗法”。

找到长生不老钥匙

端粒酶具有调控端粒长短进而控制细胞寿命的能力，从理论上说，人类如果能控制端粒酶，也就能避免正常细胞的过早凋亡，如果把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，那或许能让人青春永驻。科学家认为，端粒酶是一把长生不老钥匙，将人类体细胞引入端粒酶使细胞不断生长，是人类未来的研究方向。

端粒酶的特性对癌细胞一样适用。研究发现，约90%的癌细胞都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶，并且癌细胞通常能获得重新激活端粒酶的能力。如果抑制癌细胞中端粒酶的活性，就能控制癌细胞生长，直至癌细胞死亡。

新型抗癌药物问世

多年来，科学家一直在寻找端粒酶抑制剂，希望通过抑制剂抑制端粒酶活性，从而控制癌细胞，但受阻于对端粒酶结构不了解，都没有取得进展，直到去年8月——美国科学家终于首次全面监视了端粒酶分子中一个极其重要的蛋白质，破解了端粒酶三维结构秘密，从而在原子层次揭示了端粒酶如何复制到染色体的末端。业界公认此项发现是基础癌症生物学一大突破，其为研发新型抗癌药物开辟了新途径。目前，已有端粒酶抑制药物被研究出来，正在进行临床抗癌试验。

端粒酶检测法已用于临床

科学家对端粒酶的不懈研究，还揭示了某些遗传性疾病的病因。比如遗传性再生障碍性贫血中，有一种类型叫先天角化不良，它就是人体造血干细胞端粒酶发生基因突变，细胞过早凋亡失去造血功能而导致的。在临床上，现在已经能够通过端粒酶活性检测的方法，来判断患者是否属于这种遗传性疾病。但是，目前还没有治疗遗传性再障的特效药，通常是用造血干细胞移植的方法。此外，临床上还发现了因为端粒酶异常而导致的皮肤病、肺部疾病。研究人员可依据布莱克本等人研究，开发血液病、皮肤病和肺病的治疗手段。

​个体衰老速度或许取决于父母

多年来，瑞典某大学的研究人员一直在致力于解析机体衰老过程机制的研究，如今研究人员对出生小鸟进行研究，来观察是否其出生时携带染色体端粒的长短会影响其后期的衰老过程。我们机体细胞的遗传组成包括排列在染色体上的众多基因，而染色体末端的部分被称之为端粒，其可以保护染色体免于损伤及互相吸附;端粒越长染色体维持功能时间越长，反之如果端粒越短染色体发挥功能的时间则越短;因此近些年来越来越多的研究聚焦于染色体端粒来揭示其对人类及其它动物衰老过程的影响。

这项研究中，研究人员观察到，新出生个体的端粒长度会较大变化，为此他们进行相关研究来解释这一现象产生的原因;博士表示，在个体生命早期之时，在人类和动物等个体之间染色体端粒的长度会存在明显的差别。

研究人员利用对生活在瑞典南部Kvismaren湖的大苇莺进行长达30年的研究，并且研究数据进行分析，旨在寻找哪种遗传因子会影响其染色体端粒的长度，基于一系列的测量数据，研究者对比了新出生个体及其父母在其幼年时候的端粒长度，结果显示，大苇莺幼崽的染色体端粒长度取决于分布相当均匀的遗传性和非遗传性因素，幼崽出生时雌性个体的年龄越老，幼崽染色体端粒就越长，比如雌性个体可以影响蛋黄中抗体或激素的水平，而这些因子随后或许会影响幼崽10天后的端粒长度，并使其迅速变短。

研究者表示，人类和大苇莺的染色体端粒的影响或许表现并不一样，此前研究显示，对人类后代机体端粒影响较为明显的非遗传性因素和父亲有关，而并不是母亲;最后Asghar Muhammad说道，在人类群体中，父亲的年龄或许和儿童机体染色体端粒长度之间存在一定关联，父亲年龄越大，后代染色体端粒越长。

百岁老人竟是这样炼成的

1.经常盯着体重秤

如果你发现肚子上的“游泳圈”又大了一圈，那么你离长寿的目标就又远了一步。美国北卡罗来纳州国家环境健康科学研究院的一项研究发现，肥胖会导致慢性炎症，进而出现氧化损伤，而端粒对氧化损伤非常敏感。身体超重或肥胖时间越长，身体所受氧化的损伤就越大，肥胖会加速人体衰老进程。

2.多补充“天然维生素”

美国国立健康研究院的研究发现，补充维生素C、E和B12有助于延长端粒长度，因为它们具有抗氧化和抗炎作用，可保护端粒免受损伤。适量补充复合维生素的女性的端粒，大约比不补充的女性长5%。

研究人员表示，对于健康的成年人来说，合理膳食就能够摄入人体需要的各种维生素，不需要额外补充。通过天然饮食进行补充更安全，抗衰老效果也会更好。

3.每周至少吃两次鱼

保护心脏和健脑是吃鱼公认的好处。美国俄亥俄州立大学一项有关营养对人体端粒影响的研究发现，吃鱼还能改善并保护端粒。人体在补充鱼中含有的欧米伽-3脂肪酸四个月后，就可以使血液细胞中的端粒更长。

三文鱼、金枪鱼等多脂鱼含欧米伽-3脂肪酸最多，可以抵抗炎症和氧化损 伤，进而对端粒起到保护作用。研究者建议，一般成年人每周至少应吃两次鱼。

4.试着坚持以上好习惯

改善长寿基因是一件长久的事情，研究人员表示，将多种健康习惯相结合，才可以使延长端粒的效果最大化。研究发现，如果

通过打坐放松身心、经常进食全谷食物和鱼类、适当补充复合维生素、每周坚持每天步行30分钟、补充鱼油，最终能让人体端粒酶活力提高29%—84%。

5.少把压力挂嘴边

压力看不到摸不着，殊不知压力真的会影响寿命。美国加州大学在一项针对同龄女性的研究中发现，经常感到压力大的女性，其基因端粒的长度比压力小的女性短得多，差距相当于早衰老10年。而退休女性的端粒则相对更长，这说明压力减轻后，端粒可以得到一定程度的恢复。

研究人员表示，研究证明了随着工作压力的增大，现代人的基因端粒长度在日益缩短。不过，平时经常通过练习瑜伽、冥想打坐、与朋友聊天或者听听音乐等方式缓解压力，可以使端粒酶活力提高43%，进而起到延长端粒的作用。

另外，研究人员还特别推荐了“扮鬼脸缓解压力法”：面部收缩(仿佛有东西砸到脚上时的面部表情)15秒，然后放松，反复几次后，可有效缓解紧张情绪。

科学家发现控制细胞衰老的开关——端粒酶

在我们机体中，新生细胞会不断补充肺部、皮肤、肝脏及其它组织，然而很多人类细胞都不能无限分裂。由于细胞每分裂一次位于染色体末端的端粒就会缩短，随着细胞分裂端粒就会越来越短，最后细胞便不能分裂，从而引起器官和组织老化，这些现象就会在个体老年时发生;但是有些细胞会产生一种端粒酶，其可以重建端粒使得细胞无限分裂。

研究者表示，这项研究中我们发现了端粒酶，此前研究中我们发现一旦端粒被装配，其就会源源不断地供应，理解这种新型开关的工作机理对于缓解端粒变短，开发新型老化疾病的疗法非常关键。文章中研究者试图去研究端粒酶复合物的每一个组分的结构功能，但似乎这并不是一个容易的工作，于是研究者开发了一种新型策略，可以使其在细胞分裂期间清楚地观察到端粒酶的每一个组分的结构，从而为揭示端粒酶的作用原理提供了新的额线索。

研究者表示，当完整的端粒酶复合物成功装配后，其会快速分解形成非活性的分解复合物，并且可以促使端粒酶开关处于关闭位置，研究者就推测这种分解途径或许可以帮助端粒酶在细胞中以较低水平存在。尽管在正常细胞中“坏”的端粒酶会引发衰老过程，但是癌细胞会依赖于高水平的端粒酶来确保其细胞无性增殖，因此对端粒酶开关的有效控制或许是抑制癌症扩散转移的有效途径。

端粒酶的功能特性

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构。人端粒是由6个碱基重复序列和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能，可稳定染 端粒酶 色体的功能，防止染色体DNA降解、末端融合，保护染色体结构基因DNA，调节正常细胞生长。由于正常细胞线性DNA复制时5'末端消失，随着体细胞不断增殖，端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度，细胞停止分裂，处于静止状态。故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” ，端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关。浙江大学孔德华博士介绍，端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板，蛋白组分具有催化活性，以端粒3'末端为引物，合成端粒重复序列。端粒酶的活性在真核细胞中可检测到，其功能是合成染色体末端的端粒，使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿，进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板，以dNTP为原料，通过逆转录催化合成后随链5‘端DNA片段或外加重复单位。

端粒酶在细胞中的主要生物学功能是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度。近年有关端粒酶与肿瘤关系的研究进展表明，在肿瘤细胞中端粒酶还参与了对肿瘤细胞的凋亡和基因组稳定的调控过程。与端粒酶的多重生物学活性相对应，肿瘤细胞中也存在复杂的端粒酶调控网络。通过蛋白质-蛋白质相互作用在翻译后水平对端粒酶活性及功能进行调控，则是目前研究端粒酶调控机制的热点之一。

合成

端粒的存在是为了维持染色体的稳定。没有端粒，则末端暴露，易被外切酶水解。而报道说端粒与生命长短有关，这只是个说法，还没成定论。端粒不是用DNA聚合酶来合成的，是用端粒酶来合成的。端粒酶中含有RNA模板，用来合成端粒。