端粒与衰老摘要众所周知，端粒是染色体两端的“保护帽”，能够起到某种抗癌作用，并与人体衰老现象有所联系，但其完整的生物学上的机理仍然还没有弄清楚。
端粒酶是一种合成和延伸端粒的核糖核蛋白。
端粒具有重要的生物学功能：①保护染色体不被核酸酶降解；②防止染色体相互融合；③为端粒酶提供底物，解决DNA 复制的末端隐缩，保证染色体的完全复制；④决定细胞的寿命。
正常细胞内检测不到端粒酶活性, 因此, 正常细胞分裂次数是有限的, 不能无限增殖。
衰老不仅仅是生长不可逆的停滞，而且涉及到功能的改变；衰老细胞分泌的细胞因子可能会引起组织功能和统一性的下降，这是端粒功能异常通过细胞衰老造成的影响，端粒与端粒酶同衰老是密不可分的。
此外，在约85%的肿瘤细胞中检测到了端粒酶活性，这表明端粒系统（端粒、端粒酶）同癌症之间也存在相关性。
随着对端粒和端粒酶研究的不断深入 ,发现端粒系统与衰老、肿瘤有密切关系。
如果抑制端粒酶的活性 ,就可以使癌细胞停止分裂增殖 ,达到抗癌目的；若激活端粒酶 ,就可以增加细胞分裂次数 ,从而延长寿命。
关键词端粒端粒酶衰老肿瘤1、端粒及其两面性端粒是短的多重复的非转录序列（TTAGGG）及一些结合蛋白组成特殊结构，端粒是短的多重复的非转录序列（TTAGGG）及一些结合蛋白组成特殊结构，除了提供非转录DNA的缓冲物外，它还能保护染色体末端免于融合和退化，在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长。
细胞分裂次数越多，其端粒磨损越多，逐渐越短。
然而，端粒所起的作用决非想象中的那么简单。
例如，端粒变短是一个喜忧参半的结果：它可延缓癌细胞分裂的速度，但同时也阻碍了自然组织的修复过程———无论是在人体或小鼠体内，较短的端粒意味着疾病的产生和机体的衰老。
DNA 的每一次复制过程，都会导致染色体变短，在端粒变得极短之时，就可能对一些重要的DNA 序列造成破坏，并可能导致细胞修复机制出错，将受损的染色体末端误认为受损的DNA 链，而将其两端融合起来。
由于染色体损伤有可能促使细胞生长失控，人们因此会认为严重受到侵蚀的端粒也可能会产生同样的风险。
2、端粒与衰老研究证明，端粒与细胞寿命的控制密切相关。
人类端粒长度大约2~15 kb，由于存在末端复制问题，DNA每复制1次，端粒DNA就会丢失50~200bp，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA也在进行性地缩短，当缩短到一定限度后，便不能维持染色体的稳定，使细胞失去了分裂增殖能力而衰老死亡，这种缩短就是衰老的标志。
因此，端粒也被称为细胞的“生命钟”。
衰老是生物在生命过程中整个机体形态、结构和功能逐渐衰退的综合现象。
关于衰老的学说有多种，其中端粒学说由Olovnikov提出，认为在细胞分裂的过程中，端粒起缓冲作用，但是当端粒缩短到一定程度就会失去缓冲作用，从而导致细胞衰老。
目前认为，端粒长度随着细胞分裂逐渐缩短，当它缩短到一定长度，亦即在端粒长度缩短到可能造成基因损伤前，细胞自身的检测系统被激活，启动终止细胞分裂的信号，激发细胞周期p53或Rb关卡，从而使细胞周期停止，进入第一死亡期M 期。
倘若使p53或Rb失活以阻断M 期，细胞将继续倍增20～40代，同时端粒进一步丢失，直到发生DNA损伤，出现染色体融合、细胞危机，即进入第二死亡期M 期。
此时大部分细胞死亡，只有极少细胞激活端粒酶发生逃逸，成为永生化细胞H端粒随着岁月流逝不断缩短的事实表明，端粒长度在某种意义上记录了生物体的生理年龄，就像树木的年轮一样。
然而，从事端粒研究工作的科学家告诫道，这种解释有些过于简单化。
“有明确的证据表明，端粒不是衰老的唯一决定性因素，”2009 年度诺贝尔医学奖获得者格雷德说，“导致衰老可能有五种、六种，甚至七种不同的途径，端粒在衰老过程中只是起到了其中的一部分作用。
3、端粒酶与衰老端粒酶(telomerase) 是一种以自身RNA 为模板, 将端粒DNA 合成至染色体的核糖核蛋白复合物(ribo nucleoprotein, RNP) 。
端粒长度的维持需要端粒酶的激活。
1985 年, Blackbum 和Greider 首度在四膜虫体内发现了端粒酶的存在。
端粒酶由三个亚单位组成: ( 1 ) 端粒酶反转录亚单位( hTRT ) ; (2) 端粒酶RNA (hTRNA) ; ( 3) 端粒酶相关蛋白( hTRPl、hTRP2、TLP 或TPl) 。
其中, hTRNA被认为是端粒酶用来延长端粒的模板。
该基因由450 个核苷酸组成, 其中包含模板序列5cCUAACCCUAAC3c, 与人端粒序列(TTAGGG)n 互补。
若该模板发生变化, 则将导致端粒酶的功能发生改变, 致使端粒不断缩短。
hTRPl 和hT RP2分别是端粒酶的调节和催化亚单位。
此外, 端粒酶的活性调节还涉及癌基因、抑癌基因( P53、RB、c-myc等), 细胞分化和细胞周期等。
端粒的长度是由端粒酶决定的。
正常人的体细胞经多次分裂后 ,端粒缩短 ,但如果在端粒缩短的同时 ,激活端粒酶 ,就能以自身的模板合成端粒 ,以弥补端粒的缺损 ,维持染色体的稳定性 ,使细胞免于衰老死亡而获得生存 ,发展成为“永生细胞”。
衰老的调节还有赖于端粒酶对端粒的调控，以及端粒和端粒酶的联合作用。
端粒酶能够以自身的RNA提供模板，维持端粒的结构和长度。
如果在正常体细胞中重建端粒酶活性，就可维持细胞的端粒长度，延缓细胞的衰老。
Bodnar AG等“将编码了人类端粒酶催化亚基的载体转染到视网膜色素上皮细胞和包皮成纤维细胞这两种端粒酶表达呈阴性的正常人类细胞中，结果发现端粒酶表达呈阴性的细胞的端粒缩短、细胞衰老，而端粒酶表达呈阳性的细胞的端粒伸长，细胞分裂旺盛，作为生物衰老标记物的β一半乳糖苷酶的活性降低。
同时值得注意的是，端粒酶表达呈阳性的细胞有正常的核型，而且这些细胞的寿命超出正常细胞的寿命至少4JD倍。
Davis T等“引研究发现，Werner综合征患者的端粒长度与他们的衰老程度相对应，端粒越短，患者的衰老程度越严重。
如果增强Wemer综合征患者成纤维细胞的端粒酶活性，就可以延长细胞寿命，控制衰老的进程。
4、端粒酶与肿瘤端粒酶与恶性肿瘤的关系非常密切。
研究发现，在人类许多正常体细胞中检测不到端粒酶活性，而几乎所有的人类恶性肿瘤细胞中的端粒酶均呈现活性。
人端粒酶催化亚单位mRNA 在大多数正常体细胞中不表达，但在原发性肿瘤、癌细胞系中却高表达。
同时，有报道称大多肿瘤细胞在繁殖过程中由于端粒酶的作用而端粒不缩短，因此肿瘤细胞的繁殖永无休止。
许多人认为，端粒酶的异常激活是细胞癌变的重要一步肿瘤是一种体细胞遗传病，人们很早以前就把目光集中到遗传物质的载体——染色体上。
通过研究染色体在肿瘤形成中的变化，不少学者发现人恶性肿瘤细胞中染色体的端粒酶的活性均不同于正常体细胞；在许多正常体细胞中检测不到端粒酶活性，而几乎所有的人类恶性肿瘤细胞中的端粒酶均呈现活性。
统计资料表明，84.8%的恶性肿瘤具有活化状态的端粒酶，而仅在4.2%的正常组织、癌旁组织和良性肿瘤中端粒酶呈阳性。
这似乎在告诉人们，端粒酶活性的变化也许是伴随细胞恶化而产生的。
从1994年Kim 等首次创造了高度敏感的端粒重复序列扩增实验( Telomeric repeatedsequenceamplificat io n, T RSAP) 以来, 便加速了端粒酶的研究步伐。
有关端粒酶的临床研究证实, 几乎涵括全身各器官的肿瘤, 绝大多数恶性肿瘤的端粒酶呈阳性。
而正常组织或良性肿瘤中, 端粒酶的活性则呈阴性。
同时, 研究表明, 端粒酶活性与恶性肿瘤的病程与预后有密切关系。
许多学者在对癌细胞进行研究的过程中发现，永生化是癌细胞所具有的显著行为，也就是说，癌细胞具有端粒酶被激活的细胞所具备的特性。
1995年Hiyama等人在对100例成纤维神经细胞瘤的研究中证实，有端粒酶活性表达的肿瘤组织占94%，端粒酶活性越高的组织越容易伴有其它遗传学变化，并且预后不良；而低端粒酶活性的肿瘤组织中未见有相应的变化且都预后良好，甚至有3处于IVS阶段的无端粒酶活性的病例竟出现了肿瘤消退的现象。
这似乎说明端粒酶同癌症之间存在着相关性，但是否因果关系，还很难定论。
如果没有端粒酶的存在，肿瘤发展速度将会受到限制。
“通常来说，细胞分裂失控是因端粒酶调控出现问题而产生的，”谢伊说道。
事实上，谢伊和他在西南医学中心的长期合作者伍德林·赖特（Woodring Wright）发现，人类肿瘤的90％都存在有端粒酶活跃的现象。
研究人员曾经认为，促使肿瘤细胞活跃的条件之一是休眠的端粒酶基因被重新激活。
研究得知，端粒酶是由小分子RNA和蛋白质组成的一种自身携带模板的核糖核酸蛋白酶，它能够利用自身RNA为模板合成端粒DNA，作为依赖RNA的一种特殊DNA聚合酶，属逆转录酶。
其中，镶嵌在蛋白质内部的核酸为端粒酶将六聚体核苷酸连接到染色体末端提供模板，是端粒酶呈现活性的必需组分。
5、前景与展望抑制端粒酶活性，是中药抗肿瘤的重要机理之一，也是治疗肿瘤的一个新思路，深入研究抗肿瘤中药对肿瘤细胞端粒酶活性的影响，不仅有助于阐明中药抗肿瘤发生、浸润和转移的机理，而且对于肿瘤的中医药治疗、抗肿瘤中药的开发等均有重要意义。
近些年来，端粒酶已经引起众多专家学者的关注，积累了丰厚的理论基础。
既然端粒酶与肿瘤有着如此密切的关系，可将端粒酶作为肿瘤的一项标志物，在临床上用于对肿瘤的监测，前景可观。
但因其在一些增殖活跃的正常细胞及一些良性肿瘤中亦表达，而在约20%肿瘤中却不表达，且其在不同恶性肿瘤中表达水平高低没有特异的区别，这就为在临床上的应用带来困难，所以亟待进行更深入细致的研究，为人类最终战胜肿瘤发挥作用。
其次，hTERT 是端粒酶必不缺少的重要组成部分，可将hTERT作为靶点用于肿瘤的靶向治疗，但其副作用有哪些，对正常细胞有没有影响，如对增殖性强的干细胞、生殖细胞、活化的淋巴细胞，因为它们也会有端粒酶的表达，会不会导致这些细胞的提前衰老，所以要将其广泛用于临床，还需大样本、多中心、对照组的大规模实验。
端粒酶与肿瘤的关系毋庸置疑，所以端粒酶抑制剂将作为肿瘤治疗的重要手段，若将端粒酶抑制剂与手术、传统放化疗及中医中药联合起来综合治疗，相信肿瘤的治疗定会迎来新的曙光！参考文献1、孔令平，汪华侨．端粒和端粒酶与衰老，癌症的潜在关系———2009 年诺贝尔生理学或医学奖简介［J］．自然杂志， 2009， 31( 6) :327 － 331．2、Keys B,Scrra V,Samuld G,et al.Telomere shortening in human fibroblasts isnot dependent on the size of the telomeric-3'-overhang[J].Aging Cell,2004,3:103-109.3、许娜，潘文干，刘玉莲《端粒系统与人类衰老关系》《吉林医药学院学报》2006年9月27卷3期4、《端粒、端粒酶与衰老和癌症的关系》寻医问药网5、宋淑霞, 吕占军《T、B细胞衰老及其分子机制研究进展》6、Smogorzewska A，van Steensel B，Bianchi A，et a1．Control of HumanTelomere Length byrrRF1 andTRF2[J】．Mol Cell Biol，2000，20(5)：1659—1668．7、纪冬，游少莉，辛绍杰．端粒酶的研究进展［J］．军医进修学院学报， 2010，5，31( 5) :508 －510．8、史济平．药学分子生物学［M］．北京: 人民卫生出版社，2006，7，2( 8) : 26．。