端粒效應——揭開染色體與衰老之間的秘密

　　衰老是個古老而神秘的話題，長生不老是人類一直追求的目標，而生物體的衰老卻是一個必然的過程，是隨著時間的推移，機體從構成物質、組織結構到生理功能的喪失退化的過程。

　　近日，《實驗醫學雜志》刊發的一項研究表明我們的染色體會隨著機體的變老而一起變老。那么我們能不能通過改變染色體來延緩衰老、保持健康長壽呢？目前，世界上很多科學家都在嘗試解決這一問題。

　　2016年《自然》雜志上的一項關于衰老的研究成果入選《科學》雜志甄選的“2016年十大突破”。無獨有偶，近日，中科院上海神經科學研究所的蔡時青研究員課題組在《自然》雜志上發表的研究成果首次闡述了個體之間衰老速率差異的遺傳基礎，是近年來衰老領域取得的重大突破。這些最新成果使抗衰老的研究熱度再次升高。

　　染色體的“保鏢”

　　在生物的細胞核中，有一種載有遺傳信息的線狀物質，它們被稱為“染色體”。染色體主要由DNA和蛋白質組成，是生物生長發育的“指導手冊”。在染色體的末端有個染色體的“保鏢”，即端粒。人類的端粒由6個堿基的重復序列和結合蛋白組成，它對染色體的功能有著重要的作用。

　　端粒可類比為鞋帶兩端防止磨損的塑料套，像塑料套保護鞋帶一樣保護染色體。它能在保持染色體完整的同時，防止染色體彼此相互粘連，保護染色體上DNA的安全。遺憾的是，這個保鏢需要不斷作出犧牲：細胞每分裂一次，端粒就會縮短一點，細胞分裂次數越多，端粒就縮短得越多。通俗地說，就是細胞越老，端粒就越短。當它們變得太短時，細胞就不再分裂，開始變得不活躍、衰老直至死亡。因此，端粒又被稱為生命體的“分子時鐘”。

　　端粒酶是細胞中一種負責延長端粒的酶。在年輕的細胞中，它在端粒末端加上堿基，可以讓端粒免受過度磨損，使細胞分裂的次數增加。但隨著細胞分裂，端粒酶的數量不足，端粒逐漸縮短，細胞開始老化。如果端粒酶的活性很高，就能保持端粒的長度，延緩細胞的老化。三位美國科學家因“發現端粒和端粒酶是如何保護染色體的”獲得2009年諾貝爾生理學或醫學獎。但端粒酶也會幫助無用細胞的增殖，并促進癌癥的形成，因此也被喻為“炸彈引信”。

　　“長生不老”的鑰匙

　　因為端粒酶在細胞老化和癌化過程中都起著關鍵性的作用，所以被認為是“長生不老”的鑰匙。而實驗研究表明，端粒也不是永遠只會變短，實際上也有可能變長。

　　不久前，休斯頓衛理公會研究所的科學家采用RNA療法的技術，發現可逆轉細胞衰老。研究人員發現早衰癥患兒的染色體端粒比常人要短，因此他們以兒童早衰癥作為研究對象。該療法首先將特定的RNA送入細胞內，RNA再向細胞傳達“延長染色體端粒”的信息，從而促進端粒酶的生成。利用這種療法，所有的細胞衰老標記物都得到了逆轉。研究者Cooke表示，我們至少可以減緩或阻斷患者機體中衰老的進度，他正計劃對現有的療法進行改進。

　　此外，因為端粒酶對腫瘤細胞的永生化是必要的，所以它可以作為抗腫瘤藥物的重要靶點。目前市場上基于端粒效應用于延長端粒的“端粒酶類”藥物和檢測試劑有很多，這些研究成果也引發了大量的炒作，有病例因服用增強端粒酶活性的藥物而導致患上癌癥。

　　今年8月份，我國首個利用端粒酶技術進行肺部腫瘤輔助診斷的檢測試劑——“端粒酶逆轉錄酶亞基（hTERT）mRNA檢測試劑盒”經國家食品藥品監督管理總局批準上市，為肺癌輔助診斷提供了一種快速、便捷的檢測手段。

　　另外，衰老不是一個恒定不變的過程，而且衰老速率受到多種因素的影響。《細胞》雜志上的一篇關于衰老的文章就總結出影響衰老的九大因素，除了端粒的耗損，還有營養代謝失調等因素。

　　2009年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者之一伊麗莎白·布萊克本在2017年1月份出版了《端粒效應》一書，書中介紹生活壓力對端粒長度也有影響：母親照顧生病的小孩的時間越長，她的端粒長度就越短，壓力讓她們的衰老加速。年齡越大的人，染色體末端越短；抽煙喝酒的人，染色體末端也較短。

　　“抗老之路”任重而道遠

　　事實上，生命的智慧遠比我們想象的深遠得多。許多疾病都是由衰老造成的，如果我們能通過端粒效應解決這個問題，就能解決很多疾病。

　　目前，各種新技術成功延長了染色體端粒的長度，這為戰勝衰老導致的疾病帶來了希望。科學家也正在研究是否能用藥物遏制端粒酶，從而治療癌癥。藥物能夠延長端粒是極好的，但使用藥物延長端粒很危險，我們還需要嚴格地測試它，改變生活方式比藥物安全得多。

　　深入研究染色體變化與衰老、癌癥之間的關系，將是未來生命科學的重要突破。隨著分子生物學的發展，衰老研究也將進入基因時代。生命科學發展至今，許多生命的奧秘還是未知數，有待進一步探究。因此，我們在抗衰老問題上還有很長的路要走。