衰老是生物生命过程中整个机体形态、结构和功能逐渐衰退的总现象。生物的机体由细胞构成,所以机体的衰老始于细胞衰老。当细胞分裂达到特定的代数(大多数正常体细胞在增殖至60~70代)时即失去分裂能力而衰老直至死亡。
细胞衰老是端粒复制问题得不到补偿的结果,端粒逐渐缩短到一定长度(到达5~7kb)时,就不再保护染色体免受重组或降解,与端粒DNA相邻的基因丢失,细胞停止分裂进入老化过程,最后导致细胞衰老而死亡。对胎儿、新生儿、青年人及老年人的细胞株的端粒长度进行了比较,发现端粒长度不断下降,这种随着年龄增加端粒DNA不断缩短就限制着生命的存在时间,决定着物种的生物年龄,所以端粒长度被认为是人体细胞寿命的“生物钟”。
但如果缩短了的端粒以某种方式激活了端粒酶,使其能够以自身为模板合成端粒DNA重复序列,并加到染色体末端弥补端粒的损耗,维持染色体的稳定,将使细胞获得生存,发展成永生性细胞。在多数恶性肿瘤细胞中,端粒酶有着极高的活性,随着肿瘤恶性程度的增加,端粒酶活性亦增强。利用端粒酶“在肿瘤细胞中多,在正常细胞中少”的这一特殊性,可以把端粒酶活化可以作为检验恶性肿瘤的标志物,作为区分良性肿瘤与恶性肿瘤的依据。
由于在高活性的端粒酶作用下,肿瘤细胞的端粒随着细胞分裂不出现缩短现象而不能进入常规的老化衰亡过程,反而继续增殖,不受控制地“疯长”,最终形成恶性肿瘤,因而寻找端粒酶的抑制物导入癌细胞中就能够阻止癌细胞的恶性增殖。在临床医学上,开发只针对端粒酶起作用的治疗药物和方式,将为肿瘤的治疗提供一个新的途径。
总之,2009年的诺贝尔生理学或医学奖向我们揭示出端粒、端粒酶在细胞衰老和肿瘤的发生中具有重要的作用。认识端粒和端粒酶的意义,将帮助我们解开人类衰老、肿瘤的部分秘密。在这些领域的研究成果将会被运用到抗衰老及肿瘤的诊断及治疗中去,从而开启人类对抗衰老、治疗肿瘤的新纪元。
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