端粒、端粒酶研究及應用進展

韋　偉

（西華師范大學西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室西華師范大學生命科學學院四川南充637009）

端粒、端粒酶研究及應用進展

韋偉

（西華師范大學西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室西華師范大學生命科學學院四川南充637009）

端粒、端粒酶是一種與人體的腫瘤的預防和治療、人體衰老有關的重要物質。因此端粒和端粒酶的研究成為當前醫(yī)學界和生物科學界的一項非常有意義和價值的課題。目前，相比起國外來，我國的端粒和端粒酶的研究還處于比較落后的階段，在這樣的形勢下研究其它發(fā)達國家的端粒和端粒酶的研究現(xiàn)狀無疑對于我國端粒和端粒酶的研究開展和進行就是一件有價值和意義的事。而這正是本文研究和探討的目的。本文作者希望通過本次研究，能夠讓我國的學者和研究者對國際上端粒和端粒酶研究現(xiàn)狀加深認識，獲得最新的信息，為我國的相關研究提供一些幫助。

端粒；端粒酶；研究現(xiàn)狀；未來展望

1　國外目前的研究方向和結果

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

最近幾年，一些美國科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了一種功能極似端粒酶的蛋白質，這一類蛋白蛋的發(fā)現(xiàn)能夠幫助科學家進一步發(fā)現(xiàn)端粒酶的結構和成份，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，來自于美國斯坦福大學醫(yī)學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。

另外還有來自于美國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閉的開關。研究者發(fā)現(xiàn)的這個“關閉”開關可能有助于讓端粒酶的活躍度低于這一限度。這一開關的發(fā)現(xiàn)明顯有助于研究者進一步發(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“關閉”開關——進而延緩端粒變短的過程，可以為治療衰老性疾病帶來新方法，比如，在生命晚期再造重要的人體器官。

2　國內目前的研究方向和成果

在我國，對端粒和端粒酶的研究起步較晚，目前大部分的研究都遠遠落后于西方發(fā)達國家。目前我國的端粒和端粒酶的研究主要處于應用研究方面。對于端粒和端粒酶的理論研究基本上都是從國外現(xiàn)搬來的理論和研究結果。我國在端粒及端粒酶的研究上與國際研究水平有較大差距，研究的實驗室不多。但是卻也取得了一些不俗的研究成果。

例如我國研究者童坦君開展的應用研究就主要針對端粒及端粒酶與衰老之間的關系。他計算并報道了我國人群外周血淋巴細胞的端粒長度平均縮短速度(35個堿基對/年)、還研究發(fā)現(xiàn)我國男性平均端粒比女性長，但丟失速率比女性高。解釋了我國女性平均壽命高于男性的原因。另外，他的實驗室首次在國際上闡明了p16影響細胞衰老的作用機制。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）細胞的衰老與端粒酶無關，而與另一種蛋白質分子（Rb）活性的存在相關。這一研究結果與國外發(fā)達國家實驗室的研究結果已經(jīng)很接近了。

在我國另一名研究者北京大學的張波教授是研究端粒的結構與其生物學功能的關系一個這方面的專家，他經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)端粒的結構對端粒酶基因具有調節(jié)作用，這種調節(jié)作用來源于端粒中心體的一種蛋白質因子TEIF。這三研究結果證明對于后來的相關藥品的研制很有價值。另外，近兩年來我國山東大學和瑞典卡羅斯卡大學等組成的國際科研小組又發(fā)現(xiàn)了新成果，他們發(fā)現(xiàn)：端粒酶逆轉錄酶TERT與端粒長度及功能有關，TERT在癌癥發(fā)展中具有關鍵作用，這一研究雖然未能查明其具體機制，但是經(jīng)過這一步的發(fā)現(xiàn)，該研究結果有望成為抑制癌細胞新靶點。我國的這些研究成果都具有很強的創(chuàng)新意義和價值，與國外發(fā)達國家的研究比起來，距離已經(jīng)相差無幾。

3　未來的研究方向

綜上所述，可以看出，目前無論是在國際上還是在國內，端粒、端粒酶的工作原理和應用研究方面都取得了很大的突破，成績是優(yōu)秀的，成果是驕人的。但是還是存在著許多的不足，我個人認為在今后的研究過程過中還需要繼續(xù)對以下方面進行研究：

3.1端粒酶的成分和結構

只有提示了端粒酶的成分和結構，才能明白端粒是如何控制細胞的生長和自我復制的，而只有也解了這一點，才能在應用研究領域研制出延緩衰老，抗癌的藥品。

3.2端粒與腫瘤的關系

眾所周知，惡性腫瘤細胞中具有較高活性的端粒酶，它能維持癌細胞端粒的長度，使其無限制擴增。因此下一階段的研究還需要著重研究端粒與腫瘤的關系。了解是什么原因激活了癌細胞的端粒酶，導致了在正常人體細胞中產生了端粒酶活性的異變。如果能搞清這個問題，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

相關研究說明心血管疾病中的端?？s短可能是冠心病、心血管疾病的致病因素之一。但是至今科學家們仍沒有發(fā)現(xiàn)兩者之間的確切聯(lián)系和相互之間的關系。因此這一課題在未來必定會成為端粒，端粒酶研究及應用研究的主要課題之一。

3.4端粒及端粒酶的檢測方法

端粒及端粒酶的活性水平與正常細胞生長調控及惡性腫瘤形成機制密切相關。但在目前，如何通過測定端粒的長短以及端粒酶的活性水平還是端粒及端粒酶應用研究領域的另一大課題。所以在未來更簡單更廉價的檢測方法也是端粒及端粒酶應用研究的主要課題之一。

3.5端粒、端粒酶與遺傳病的關系

目前的研究已經(jīng)證明端粒和端粒酶與遺傳病關系密切，由于近年來世界遺傳病有進一步擴大和嚴重化的發(fā)展趨勢，所以端粒和端粒酶與遺傳病的關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研究的主要課題之一。

[1]攸璞,朱海英.端粒酶和端粒生物學在醫(yī)學領域中的應用.生命的化學,2012,22(5).

[2]宋偉,宋德懋.端粒和端粒酶是如何保護染色體的.生理科學進展,2010,41(4).

西華師范大學博士啟動基金對本研究（項目號：412568）。

韋偉（1984—），男，博士，四川南充，講師，研究方向：生態(tài)學?；痦椖?/p>