端粒科普知识:从基本概念到检测意义
端粒科普知识:从基本概念到检测意义
端粒是真核生物线性染色体末端的非编码串联重复性序列,具有保护染色体、保证染色体末端DNA复制、组织DNA损伤反应和决定细胞寿命等功能。端粒的长度与衰老密切相关,因此端粒检测可以作为评估健康状况和衰老程度的重要指标。
端粒的基本概念和功能
端粒(Telomeres)是真核生物线性染色体末端的非编码串联重复性的(TTAGGG)n阵列,具有保护染色体、保证染色体末端DNA复制、组织DNA损伤反应和决定细胞寿命等功能。正常体细胞中,端粒长度随着细胞分裂的进行,不断磨损变短,当端粒长度小于一定值,细胞分裂停止,衰老表型出现,最终导致细胞死亡。因此,端粒的缩短又称为启动细胞衰老的分子钟。
端粒长度变化与诸多内部外部因素相关。内因包括年龄增长、细胞分裂、氧化应激与DNA损伤、感染和炎症、疾病(自身免疫综合征、心血管疾病、高血压、糖尿病等),外因包括吸烟、饮酒、精神压力和肥胖等都会加速端粒变短。总体而言,基因背景和生活状态决定我们的端粒长度。放松心情、合理饮食和高压氧舱治疗,可以有效减缓端粒的缩短。
端粒长度与遗传因素也有关系。长寿家族出生的孩子可能天生就比普通人家的孩子端粒长,而怀孕母亲患有精神疾病或长期失眠焦虑,孩子出生后端粒可能明显比新生儿平均端粒长度短。遗传端粒长度短于一定数值会增加患病风险,而与免疫、抗氧化相关的遗传变异,也可能会影响端粒长度。
端粒长度是衰老最重要的标志物之一。根据Lapham等基于10万人端粒长度数据库的研究结果,端粒长度与年龄显著相关,平均端粒长度随着年龄的增长呈逐步下降的趋势,但在70岁以后出现V字形反转。同龄人的衰老程度不同,端粒长度也存在很大波动。
检测端粒长度可以评估人的身体衰老程度,引导健康生活方式,提前规避疾病风险。根本原因在于生活方式、疾病和遗传状态都可能会影响衰老,通过端粒检测能够体现出来,从而提示人的衰老和健康状况。
端粒检测的两大误区
误区1:检测一次端粒长度,就开具基因检测报告,解释一堆的理论,提出各种貌似专业的解决方案。端粒长度在不同细胞类型、不同人群中均有较大差异。只有针对年龄或某种疾病建立的中国人群数据库,才更适合中国人衰老和患某种疾病的风险评估。单纯端粒长度一个数值做大量的解析,可信度并不高。翼和生物使用中国人群血液DNA年龄组端粒长度数据库,包括了20岁至80岁各年龄段1500人的端粒长度数据,可在中国人群、同性别、同个年龄组比较端粒长度排名,更加科学合理地解释端粒长度所蕴含的信息。
误区2:端粒年龄。有人提出“端粒年龄”的概念,这非常不科学。根据Lapham等10万人端粒长度的研究发现,同一个端粒长度,会对应多个年龄。换句话说,30岁的人中排名靠后的端粒长度可能还比不上50多岁排名靠前的人的端粒长度。这就存在一种情况,一个30岁的人,端粒年龄可能是50岁。这显然是有问题的。翼和生物不提倡“端粒年龄”的概念,而是将检测结果放到中国人群同性别5岁年龄组、10岁年龄组中进行排名,得出合理结论。
端粒检测周期
端粒长度检测一次,数据与翼和生物自建数据库进行比对,比较同性别5岁年龄组、10岁年龄组的排名。百分位越大,排名越高,端粒长度越长:这表明您本身出生时端粒长度就比较长,或者您的健康状况在同龄人中属于比较好的一类。百分位越小,排名越低,端粒长度越短:这表明您本身出生时端粒长度就比较短,或者您的健康状况在同龄人中属于比较差的一类。如果您检测的端粒长度位于同龄组的靠后的位置,也请您不必烦恼。正确的做法是:自查原因,比如回忆下自己是否有不良生活习惯,然后去体检机构做一次全面体检,排查一下疾病影响。
每年定期检测端粒长度,监测端粒长度动态变化,观察在年龄组的排名变化。如相较于前一年,排名有所上升,那么恭喜您,这一年身体健康状况相较于前一年有明显改善,端粒缩短速度慢于同龄人,这一年的生活习惯、健康管理方式效果明显,延缓了衰老。如相较于前一年,排名变化不明显,那么您应该警惕,及时采取措施。
端粒长度检测,还可以作为衡量健康管理效果的标尺。健康理念多种多样,饮食限制、抗衰老药物、基因重编程、基础健康指标管理、饮食与睡眠管理,心理健康、运动健康、生活环节和慢病控制等。而我们每个人也很多不同,体质、健康状况、遗传基础和工作生活环境等也是千差万别。每个人都必须找到一套真正适合自己的健康管理方式。如何选择最合理的方案,这就需要数据作为评判依据。而端粒长度检测就是这样一把尺子,每年定期检测,根据端粒长度在同龄人群中排名变化评估近一年的健康管理效果,指导人们选择最适合自己的健康管理方案。
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215kb,由于存在末端复制问题,DNA每复制1次,端粒DNA就会丢失50200bp,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”。
一般来说,端粒相对长度长,在人群中排名高说明细胞衰老程度低。但是端粒不是越长越好!过长的端粒有可能增加肿瘤风险。正常体细胞随着分裂次数的增加端粒缩短,当分裂次数增加到一个临界值,端粒缩短到无法继续保护染色体末端,从而细胞会启动衰老和凋亡程序,这个时期称为M1期。但是这个阶段会有少量的细胞由于病毒感染、原癌基因激活或抑癌基因失活,会逃过M1期的死亡命运。这类细胞可以继续分裂20次左右,继而迎来细胞命运的第二个致死期,称为M2期。然而仍然有极少数细胞可以逃过M2期的死亡命运,重新激活端粒酶活性,从而可以使端粒延长,细胞得以无限分裂下去,肿瘤细胞就是这样的。
细胞的变化如下图所示:
端粒检测的意义
其实,所有年龄段的人都适合做定期端粒检测!
新生儿健康:端粒长度检测可评估患病风险;保存脐带血前,端粒检测评估细胞活性;母亲怀孕期间肥胖、长期睡眠不好或患有精神类疾病,新生儿端粒长度会受到显著影响。
55岁以下的人:这个年龄段的人检测端粒长度,一是可以评估遗传端粒长度是否存在疾病风险;二是工作生活压力、精神压力以及健康压力在各年龄段中是最大的,这些都有可能显著影响了健康和衰老,端粒长度检测及时预警,提醒人们及时纠正不良生活习惯,关注健康。
55岁以上的人:55岁以上的人已经步入老年,端粒长度检测可以评估身体衰老程度;55岁以上人群也是慢性疾病风险最高的人群,慢性疾病会加速衰老,可以通过端粒长度检测来预知患慢性疾病风险,提前采取应对措施。