科学家延长染色体末端 永葆青春有望

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治疗人类衰老迈出第一步：美国科学家成功延长染色体末端
来源：观察者网
2015-02-05 10:06:49

科学家已经成功将老年人的细胞转变成为年轻细胞，这或许让我们离永葆青春的梦想又近了一步。据英国《每日邮报》4日报道，最近，根据美国斯坦福大学医学院的科学家介绍，一种新的方法能够快速而有效地延长人类端粒的长度，端粒是染色体末端的保护帽，与衰老和疾病有关。这项研究结果发表在最近的《FASEB Journal》杂志（美国实验生物学会的旗舰杂志——观察者网）。文章通讯作者是资深的干细胞研究专家、美国科学院院士海伦·布劳（Helen M. Blau）。

干细胞研究专家、美国科学院院士海伦·布劳（Helen M. Blau）

如何让老细胞“返老还童”，关键在于染色体末端。日前，科学家成功通过一项新技术延长了染色体末端的长度。美国斯坦福大学的研究者称这项技术可以延长人的寿命，为战胜衰老导致的疾病带来希望。

染色体末端的端粒是染色体端部的保护帽，它影响着人类的年龄和健康。染色体终端对DNA起保护作用，DNA每复制一次，端粒就会变短一些，直至最终无法再保护DNA。因此，DNA便可能受到损伤或发生突变，导致人的衰老。

一般情况下，年轻人的染色体终端大概有8000到10000个有机分子（核苷酸）的长度。斯坦福大学的海伦·布劳教授称：“现在我们已经发现一种方法，可以将人类染色体终端延长1000个核苷酸的长度，这样回拨细胞的生物钟相当于让人年轻了很多年。”

这样回拨细胞的生物钟相当于让人年轻了很多年。

研究人员使用修改的信使RNA来延长端粒。RNA将来自DNA中基因的指令传递给细胞的蛋白质制造工厂。实验所使用的RNA含有TERT的编码序列，TERT是一种天然酶（叫做端粒酶）的活性成分。端粒酶通常在干细胞内激活，包括那些产生精子和卵细胞的干细胞。大多数其他类型的细胞，只表达很低水平的端粒酶。

这种新开发技术的优势是瞬时的。修改的RNA被设计用来降低细胞对治疗的免疫应答，并使得TERT编码信息比未修改的信息要长一点。但是，约48小时后，它就会消失。在那之后，新延长的端粒开始伴随每次细胞分裂而再次逐步缩短。

瞬态效果有点像缓慢轻拍一个车队的油门踏板直到停止。这意味着，被处理的细胞不会继续无限期地分裂下去，否则会有癌症风险。

布劳教授表示：“有一天，我们或许可以直接将杜氏肌营养不良症（一种X染色体隐性遗传疾病，目前医学界尚无有效疗法）患者的肌肉干细胞的染色体端粒延长。这一技术或许也会对治疗衰老带来的其他疾病，如糖尿病和心脏病，产生重大影响。”

共同作者约翰·库克（John Cooke）说：“这项研究是开发端粒延长以提高细胞疗法、治疗人类衰老疾病的第一步。”库克以前是斯坦福大学心血管教授，目前是休斯敦卫理公会研究所心血管科学主任。
研究者还希望这一方法可以帮助科学家们生产出大量的细胞，未来或将有助于研制出有效的抗衰老药物。

人类寿命与染色体末端

端粒是位于染色体末端的DNA脱氧核糖核酸重复序列，有了端粒的保护，染色体末端就不会被细胞修复机制误认为是DNA碎片而自动加以修复。2009年的诺贝尔生理学或医学奖就授予了3位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。

染色体末端的端粒(telomere)结构

端粒会随着细胞的不断分裂而逐渐变短，当它短到不能再短时，细胞也就停止了分裂，并最终步向老化和死亡。端粒的长度靠端粒酶的活性来维持，但端粒酶通常只在人体干细胞、生殖细胞、免疫细胞和恶性癌细胞内激活，其他成人细胞中的端粒酶则处于 “关闭”状态。

在美国人类遗传协会2012年度大会上，著名医疗机构凯泽集团公布了最新研究成果，他们收集了10万名美国加州北部人口的基因与医学数据，发现人类死亡率与染色体终端存在有趣的联系。

据了解，这些自愿者均做过健康调查报告，平均年龄为63岁，其中有81%的白人，而剩下的则为亚洲人、拉丁美洲人以及非裔美国人。他们所收集的这些数据堪称美国史上同类数据中最大的一家“生物银行”。

经研究发现，年龄越大的人，其染色体末端越短，并且抽烟和喝酒的人体内，染色体末端也较短。同时，研究人员还发现较短的染色体末端同个人的死亡危险密切相关。但目前，研究人员还不能确定是否较短的染色体末端，从某种程度上会直接导致死亡，或是能反应导致死亡的其他因素。

《自然》：首个抗衰老药被控商业欺诈

生物学家一直试图通过阻断端粒变短的机制来控制人体衰老进程。过去科学家们在研究中证实，遗传工程操作中丧失功能性端粒酶的小鼠会脑退化和睾丸缩小，但当端粒酶得到重新激活时这些效应可以被逆转。

这样的研究结果引发了大量的炒作，并鼓励了一些山寨公司基于端粒的长度来评估个体的“生物学寿命”。

据《自然》杂志2012年报道，2001年，生物科技巨头美国杰龙生物医药公司从中草药黄芪中分离出一种名为TA-65的分子，并声称其能够增强端粒酶的活性。随后杰龙生物医药公司将其产品授权给了纽约的制药商TA Sciences公司，后者将从黄芪中提取的TA-65分子提纯浓缩，开发成为一种营养补充剂，宣传称其能够延长缩短的端粒。这种药丸仅在美国就可以带来600万美元的年收入。

但是，因服用TA-65时患上了癌症，TA-65的服用者曾向纽约州高等法院提交了集体诉讼，反驳了TA Sciences网站上的一些声明，包括断言TA-65能够延长端粒。

“一种化合物能够延长端粒是极好的，但我们还需要严格地测试它，”诺贝尔奖获得者、约翰霍普金斯大学分子生物学家卡罗尔·格雷德（Carol Greider）说。

过去在TA Sciences和其他公司发起的研究中均证实TA-65可以延长小鼠和人类的端粒长度。但是格雷德和其他人对于所采用的分析持怀疑态度。TA Sciences是以营养补充剂或称“保健品”形式而非作为药物来销售这些药丸，该公司的健康声明并没有经过美国食品和药品管理局（FDA）的评估。

一种端粒延长化合物对于因骨髓衰竭和肺纤维化而濒死的患者而言是一种恩赐，格雷德说公司预期会探索它的药用潜力。“我不相信一个公司会只将其作为保健品销售，”她说。