細胞永生之源?談談端粒和端粒酶的那些事兒

2021-01-13 時光派App

在老百姓的心中,諾貝爾獎是公信力的代名詞,不管你要買什麼東西,一旦聽說它跟諾貝爾獎能攀上關係,一瞬間就會覺得它高大上了,毫不猶豫的就要買買買!

2009年,因為」發現端粒和端粒酶是如何保護染色體的「這一研究成果,Elizabeth Blackburn、Carol Greider以及Jack Szostak三人獲得了諾貝爾生理學或醫學獎,讓公眾第一次聽說了「端粒」這個術語。

商家也開始以此為賣點,大肆宣傳端粒酶的神奇功效:逆齡抗衰,細胞重組,簡直無所不能。那麼,究竟什麼是端粒,什麼是端粒酶呢?為這些端粒酶產品掏腰包到底值不值得呢?

端粒為何物?

端粒是指位於真核細胞線狀染色體末端的一小段DNA-蛋白質複合體,對於哺乳動物而言,端粒的存在可以維持染色體末端穩定。

我們的遺傳物質大都藏在細胞的染色體中,染色體就像一條長長的鞋帶,在鞋帶的兩頭,各有一段 「保護裝置」來確保細胞內的DNA以及遺傳信息能夠穩定完整的存在,這種保護裝置就是端粒。

在染色體進行複製時,每次丟失一小段這種末端DNA,這樣就不會對染色體所攜帶的遺傳信息造成丟失,解決了複製過程中丟失遺傳信息的問題。

端粒衰老理論

細胞每經過一次分裂,端粒都會丟掉一點點,當端粒無法再縮短時,細胞就會因為無法分裂而死亡,端粒也因此被科學家們稱為「生命時鐘」。因此,端粒的縮短被認為是細胞衰老的生物學標記。

也就是說,端粒的長度決定了細胞分裂的次數,控制著細胞衰老和死亡的過程,進而決定人的壽命長短。

正常情況下,細胞平均可分裂50次,分裂的周期大約是2.4年,然而,在不良的生活方式以及環境中存在的各種汙染物的影響下,端粒的老化速度會加快,導致其提前縮短,細胞的分裂速率以及代謝速率也會逐漸減緩,當端粒縮短到臨界水平時,其末端形成保護蛋白複合物的蛋白質就不能與端粒序列結合,也就不能再發揮它們在染色體末端封頂的作用。此時,細胞會失去再分裂的能力,最終細胞會出現衰老死亡。這也就是既然人類的天命之年是120歲,但大多數人都活不到100歲的原因。

所以,非常自然的問題隨之而來:有什麼物質可以控制端粒長度,以此來增加細胞分裂次數呢?有,答案就是端粒酶。

端粒酶

端粒酶是人體內一種特殊的具有逆轉錄活性的核糖核蛋白聚合酶,它可以在細胞內合成端粒DNA,維持端粒的長度,增加細胞的分裂次數,從而使細胞具有無限增殖的能力。簡單來說,端粒酶能把縮短的端粒再重新延長一部分。

而端粒酶在人體正常體細胞中活性卻很低,無法使端粒維持在穩定的長度,但是,有極少數細胞的端粒酶因某些特定原因被激活後,可以使細胞呈現出無限複製的能力,而這些細胞就是-癌細胞,在超過85%的癌症中,科學家都觀察到了端粒酶的活性增高。

慶幸的是,正由於端粒酶在大部分腫瘤細胞中的特異性表達,它不但成為最廣譜的癌症分子標記物,而且人們可以利用這一點,通過抑制酶的活性來對付癌症。因此端粒酶可作為抗腫瘤藥物作用的一個重要靶點。

近年來,端粒酶抑制劑作為一種潛在的抗腫瘤藥物也得到了廣泛的研究。抗端粒酶治療的主要目的是選擇性地誘導癌細胞凋亡,同時儘量減少對正常細胞的影響。端粒酶抑制劑的實驗表明端粒酶是一個可行的靶點,但同時應該注意的是,端粒酶抑制劑同樣可能會對正常細胞如正常的幹細胞,生殖細胞,造血幹細胞等產生毒性。

因此,對於端粒酶抑制劑運用於癌症治療方面,科學家們主要的挑戰是:如何開發出能精準且有效的抑制端粒酶異常激活表達的腫瘤細胞,同時對正常體細胞儘量不造成損傷的靶向端粒酶抑制劑。

端粒功能的發現確實是為科學家們開拓了一條新的抗衰研究之路,目前保健品行業也充斥著各種有關端粒酶的產品,但是,從發現端粒到提出端粒理論也只不過短短幾十年時間,很多研究尚處於初步探索階段,關於端粒的研究任重而道遠。

所以值得大家警惕的是,這類各種號稱含有「端粒酶激活劑」的保健品中是否真正含有端粒酶激活劑,我們不得而知。但是有一點可以確定的是,端粒酶激活劑的效果並沒有商家鼓吹的那麼神奇。雖然,科研領域確實證明端粒酶激活劑在細胞、動物以及人體身上存在一定的效果,並且也未發現有任何明顯的副作用,但是端粒酶激活劑並不能有效延長端粒。至於是否應該選擇服用端粒酶激活劑,這就得靠自己決定了。

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    □方舟子 中青在線-中國青年報    2009-10-14    [列印] [關閉]     今年諾貝爾生理學或醫學獎授予了3名美國科學家,以表彰他們「發現端粒和端粒酶是如何保護染色體的」,讓一般公眾第一次聽說「端粒」這個術語
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