端粒、端粒酶研究及應(yīng)用進(jìn)展

韋　偉

（西華師范大學(xué)西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院四川南充637009）

端粒、端粒酶研究及應(yīng)用進(jìn)展

韋偉

（西華師范大學(xué)西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院四川南充637009）

端粒、端粒酶是一種與人體的腫瘤的預(yù)防和治療、人體衰老有關(guān)的重要物質(zhì)。因此端粒和端粒酶的研究成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)界和生物科學(xué)界的一項(xiàng)非常有意義和價(jià)值的課題。目前，相比起國(guó)外來(lái)，我國(guó)的端粒和端粒酶的研究還處于比較落后的階段，在這樣的形勢(shì)下研究其它發(fā)達(dá)國(guó)家的端粒和端粒酶的研究現(xiàn)狀無(wú)疑對(duì)于我國(guó)端粒和端粒酶的研究開(kāi)展和進(jìn)行就是一件有價(jià)值和意義的事。而這正是本文研究和探討的目的。本文作者希望通過(guò)本次研究，能夠讓我國(guó)的學(xué)者和研究者對(duì)國(guó)際上端粒和端粒酶研究現(xiàn)狀加深認(rèn)識(shí)，獲得最新的信息，為我國(guó)的相關(guān)研究提供一些幫助。

端粒；端粒酶；研究現(xiàn)狀；未來(lái)展望

1　國(guó)外目前的研究方向和結(jié)果

自2009年美國(guó)的三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”的原理之后，世界上的科學(xué)家們紛紛開(kāi)始研究如何將這一原則應(yīng)用到醫(yī)學(xué)中去。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外端粒和端粒酶的應(yīng)用研究主要集中在婦產(chǎn)科學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、心血管疾病、泌尿科學(xué)、外科學(xué)等方向，其中端粒酶與腫瘤形成之間的關(guān)系的研究、延長(zhǎng)人類(lèi)壽命和抗癌方面的研究就占應(yīng)用研究的總數(shù)的一半以上。

最近幾年，一些美國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了一種功能極似端粒酶的蛋白質(zhì)，這一類(lèi)蛋白蛋的發(fā)現(xiàn)能夠幫助科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)端粒酶的結(jié)構(gòu)和成份，并了解如何制造和激活它的活性，而這將有助于醫(yī)學(xué)界制造出抑制和激活端粒酶的藥物，幫助癌癥患者治療和延緩衰老。

除些以外，來(lái)自于美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員還確定了TCAB1蛋白具有以前未知的功能。這些新的發(fā)現(xiàn)對(duì)于以后的端粒酶成分的確定和端粒酶的制造，端粒酶活性珠激活和抵制藥物的制造都是非常有意義的。

另外還有來(lái)自于美國(guó)索爾克生物研究所的科研人員發(fā)現(xiàn)了可以控制端粒酶關(guān)閉的開(kāi)關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)的這個(gè)“關(guān)閉”開(kāi)關(guān)可能有助于讓端粒酶的活躍度低于這一限度。這一開(kāi)關(guān)的發(fā)現(xiàn)明顯有助于研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)如何激活和抑制端粒酶的活性具有很大的幫助。理解如何操縱這一“關(guān)閉”開(kāi)關(guān)——進(jìn)而延緩端粒變短的過(guò)程，可以為治療衰老性疾病帶來(lái)新方法，比如，在生命晚期再造重要的人體器官。

2　國(guó)內(nèi)目前的研究方向和成果

在我國(guó)，對(duì)端粒和端粒酶的研究起步較晚，目前大部分的研究都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。目前我國(guó)的端粒和端粒酶的研究主要處于應(yīng)用研究方面。對(duì)于端粒和端粒酶的理論研究基本上都是從國(guó)外現(xiàn)搬來(lái)的理論和研究結(jié)果。我國(guó)在端粒及端粒酶的研究上與國(guó)際研究水平有較大差距，研究的實(shí)驗(yàn)室不多。但是卻也取得了一些不俗的研究成果。

例如我國(guó)研究者童坦君開(kāi)展的應(yīng)用研究就主要針對(duì)端粒及端粒酶與衰老之間的關(guān)系。他計(jì)算并報(bào)道了我國(guó)人群外周血淋巴細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度平均縮短速度(35個(gè)堿基對(duì)/年)、還研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)男性平均端粒比女性長(zhǎng)，但丟失速率比女性高。解釋了我國(guó)女性平均壽命高于男性的原因。另外，他的實(shí)驗(yàn)室首次在國(guó)際上闡明了p16影響細(xì)胞衰老的作用機(jī)制。即在不影響端粒酶的條件下，也可減慢端粒的縮短，證明p16促良性（二倍體）細(xì)胞的衰老與端粒酶無(wú)關(guān)，而與另一種蛋白質(zhì)分子（Rb）活性的存在相關(guān)。這一研究結(jié)果與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果已經(jīng)很接近了。

在我國(guó)另一名研究者北京大學(xué)的張波教授是研究端粒的結(jié)構(gòu)與其生物學(xué)功能的關(guān)系一個(gè)這方面的專(zhuān)家，他經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)端粒的結(jié)構(gòu)對(duì)端粒酶基因具有調(diào)節(jié)作用，這種調(diào)節(jié)作用來(lái)源于端粒中心體的一種蛋白質(zhì)因子TEIF。這三研究結(jié)果證明對(duì)于后來(lái)的相關(guān)藥品的研制很有價(jià)值。另外，近兩年來(lái)我國(guó)山東大學(xué)和瑞典卡羅斯卡大學(xué)等組成的國(guó)際科研小組又發(fā)現(xiàn)了新成果，他們發(fā)現(xiàn)：端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶TERT與端粒長(zhǎng)度及功能有關(guān)，TERT在癌癥發(fā)展中具有關(guān)鍵作用，這一研究雖然未能查明其具體機(jī)制，但是經(jīng)過(guò)這一步的發(fā)現(xiàn)，該研究結(jié)果有望成為抑制癌細(xì)胞新靶點(diǎn)。我國(guó)的這些研究成果都具有很強(qiáng)的創(chuàng)新意義和價(jià)值，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的研究比起來(lái)，距離已經(jīng)相差無(wú)幾。

3　未來(lái)的研究方向

綜上所述，可以看出，目前無(wú)論是在國(guó)際上還是在國(guó)內(nèi)，端粒、端粒酶的工作原理和應(yīng)用研究方面都取得了很大的突破，成績(jī)是優(yōu)秀的，成果是驕人的。但是還是存在著許多的不足，我個(gè)人認(rèn)為在今后的研究過(guò)程過(guò)中還需要繼續(xù)對(duì)以下方面進(jìn)行研究：

3.1端粒酶的成分和結(jié)構(gòu)

只有提示了端粒酶的成分和結(jié)構(gòu)，才能明白端粒是如何控制細(xì)胞的生長(zhǎng)和自我復(fù)制的，而只有也解了這一點(diǎn)，才能在應(yīng)用研究領(lǐng)域研制出延緩衰老，抗癌的藥品。

3.2端粒與腫瘤的關(guān)系

眾所周知，惡性腫瘤細(xì)胞中具有較高活性的端粒酶，它能維持癌細(xì)胞端粒的長(zhǎng)度，使其無(wú)限制擴(kuò)增。因此下一階段的研究還需要著重研究端粒與腫瘤的關(guān)系。了解是什么原因激活了癌細(xì)胞的端粒酶，導(dǎo)致了在正常人體細(xì)胞中產(chǎn)生了端粒酶活性的異變。如果能搞清這個(gè)問(wèn)題，將是人為攻克癌癥的一大發(fā)現(xiàn)。

3.3端粒與心血管疾病

相關(guān)研究說(shuō)明心血管疾病中的端粒縮短可能是冠心病、心血管疾病的致病因素之一。但是至今科學(xué)家們?nèi)詻](méi)有發(fā)現(xiàn)兩者之間的確切聯(lián)系和相互之間的關(guān)系。因此這一課題在未來(lái)必定會(huì)成為端粒，端粒酶研究及應(yīng)用研究的主要課題之一。

3.4端粒及端粒酶的檢測(cè)方法

端粒及端粒酶的活性水平與正常細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控及惡性腫瘤形成機(jī)制密切相關(guān)。但在目前，如何通過(guò)測(cè)定端粒的長(zhǎng)短以及端粒酶的活性水平還是端粒及端粒酶應(yīng)用研究領(lǐng)域的另一大課題。所以在未來(lái)更簡(jiǎn)單更廉價(jià)的檢測(cè)方法也是端粒及端粒酶應(yīng)用研究的主要課題之一。

3.5端粒、端粒酶與遺傳病的關(guān)系

目前的研究已經(jīng)證明端粒和端粒酶與遺傳病關(guān)系密切，由于近年來(lái)世界遺傳病有進(jìn)一步擴(kuò)大和嚴(yán)重化的發(fā)展趨勢(shì)，所以端粒和端粒酶與遺傳病的關(guān)系這一課題的重要性甚至可以端粒、端粒酶與腫瘤治療研究的重要性相提并論。因此下一階段，這一課題將也是未來(lái)研究的主要課題之一。

[1]攸璞,朱海英.端粒酶和端粒生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用.生命的化學(xué),2012,22(5).

[2]宋偉,宋德懋.端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的.生理科學(xué)進(jìn)展,2010,41(4).

西華師范大學(xué)博士啟動(dòng)基金對(duì)本研究（項(xiàng)目號(hào)：412568）。

韋偉（1984—），男，博士，四川南充，講師，研究方向：生態(tài)學(xué)。基金項(xiàng)目