谁是延长细胞端粒的好帮手？端粒酶在癌细胞和健康细胞中的角色

谁是延长细胞端粒的好帮手？端粒酶在癌细胞和健康细胞中的角色

近年来，科学界、医疗界和学术界对细胞中抗老化的关键——端粒（Telomere）展开了热烈讨论。端粒是位于染色体末端的特殊结构，由相同序列的DNA不断重复组成，在人类染色体上呈现"TTAGGG"序列，最长可达15000个碱基对。它在细胞分裂再生过程中，保护染色体结构完整性和复制准确性，就像一顶保护帽。然而，随着不断分裂复制，端粒长度逐渐缩短，最终无法保护DNA，导致DNA复制出现问题，细胞无法分裂，从而引发衰老、组织修复速度减慢等症状。

研究发现，端粒越短，越容易患病，例如心血管疾病、糖尿病、癌症、失智症、免疫疾病的风险增加，死亡率也升高。每个人端粒缩短的速度不同，有些人相对较慢，看起来更健康，这与先天基因有关。但后天因素的影响也不容忽视，压力大、晚睡、饮食不健康等因素都会加速端粒缩短。动物实验显示，当小鼠受到压力时，端粒长度会减少30%，但在压力解除一个月后，端粒长度又会恢复。照顾失智症患者的人群中，由于长期承受高压，端粒长度也会缩短，但如果每天进行静思冥想，端粒长度可以增加43%。

端粒的维持机制

端粒对于细胞复制的重要性在于每次细胞分裂，染色体末端就会缩短25-200个碱基。端粒的主要功能是避免细胞内重要遗传信息在分裂中丢失。染色体末端有了端粒，相当于缩短的碱基会发生在端粒上。因此，随着细胞分裂次数增多，端粒长度会越来越短。当端粒被完全切掉，触及重要遗传信息时，细胞就无法正常复制，甚至停止分裂，最终走向凋亡。

在一般体细胞中，端粒缩短的过程是不可逆的，会导致细胞持续向衰老方向发展。然而，1984年Greider发现了一种可以延长端粒的酶——端粒酶（Telomerase）。端粒酶是一种核糖核蛋白酶，主要由三个亚单位基因组成：TP1（人类端粒酶相关蛋白1）、hTERT（人类端粒酶逆转录酶蛋白）、hTR（人类端粒酶RNA成分）。

1. 端粒酶RNA（hTR）位于染色体3q21-q28位置，包含445个核苷酸，以其中11个核苷酸（5'-CUAACCCUAAC-3'）为模板来延长染色体末端端粒序列（TTAGGG）n。hTR基因在大部分正常组织和肿瘤组织中都有表达。
2. 端粒酶结合蛋白（TP1）基因位于染色体14q11.2位置，在所有人类细胞中都会表达，其功能是维持端粒稳定并调节端粒长度。
3. 端粒酶活性催化单位（hTERT）位于染色体5p15.33位置，也被称为hTRT、hEST2、hTCS1，所表达的蛋白质由1132个氨基酸组成。hTERT基因表达与端粒酶活性密切相关。在正常细胞中几乎检测不到hTERT mRNA表达，但在肿瘤组织中常可检测到其表达，因此hTERT被认为是端粒酶活性的催化亚单位，在端粒酶活化时扮演重要角色。

端粒酶主要存在于生殖细胞、胚胎干细胞和肿瘤细胞中，可以将"TTAGGG"序列添加回端粒，从而补充在细胞分裂中被切短的端粒，维持甚至延长端粒长度。例如，生殖细胞在端粒酶的帮助下可以持续分裂，持续产生精子。而成体干细胞中虽然也有端粒酶，但活性相对较低，可能无法及时修复端粒，因此端粒会逐渐缩短。所以即使带有端粒酶，成体干细胞也会衰老，只是速度比体细胞慢。

提升端粒酶活性的方法

既然端粒酶与细胞存活和老化密切相关，如何提升端粒酶活性就显得非常重要。研究表明，运动、健康饮食和良好的生活习惯都可以提升端粒酶活性。

规律的有氧运动或间歇运动对提升端粒酶活性很有帮助。运动时当ATP耗尽，NRF1会被活化，启动端粒转录，生成TERRA，与损害端粒的活性氧化物（ROS）结合，避免端粒受到伤害。例如，每周三次适度的有氧耐力运动，半年后端粒酶活性可提高2倍。德国萨尔兰大学医学博士Christian Werner指出，耐力运动和间歇运动对端粒长度的影响特别有效。

端粒酶活性还可以通过一些天然化合物的使用来提升，例如地中海饮食、NRF超级食物、黄芪植物萃取物、积雪草萃取物、环黄芪醇（CAG）、姜黄素、维生素C、锌和维生素D3等。地中海饮食富含维生素、ω-3（Omega-3）脂肪酸和白藜芦醇等抗氧化剂化合物，可以降低氧化压力和炎症风险。研究发现，血中ω-3脂肪酸浓度高的人，端粒的缩短程度会减少32%。

结论

端粒酶作为反转录酶，与端粒长度调控机制密切相关。在干细胞、生殖细胞、造血细胞等需要持续分裂的细胞中，才能检测到有活性的端粒酶。端粒酶对于维持端粒长度和细胞完整性至关重要，可以补充复制过程中缺失的碱基对，延缓细胞凋亡过程。

端粒酶的研究不仅有助于延缓衰老，还为抗癌药物研发提供了新方向。通过运动和健康饮食等生活方式干预，可以提升端粒酶活性，减缓端粒缩短速度，制定科学的抗衰老计划，从而实现健康生活。

参考文献

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