端粒酶检测新方法研究进展论文

端粒酶在绝大多数恶性肿瘤中特异性表达，这使得人们对肿瘤的抗端粒酶疗法产生了特别的关注. 设想以端粒、端粒酶为靶点，通过抑制癌细胞端粒酶活性或直接抑制端粒延长、稳定，而使细胞无法连续增殖，继而进入衰老途径，直至死亡. 同时端粒、端粒酶在肿瘤细胞与正常体组织之间的差别又可以减少端粒、端粒酶抑制剂对机体的毒副作用. 现对端粒、端粒酶抑制剂研究进展予以分类介绍.��1 控制端粒延长靶点的物质�目前对端粒的研究表明，端粒是真核生物染色体末端的特殊结构，包含若干的DNA双链重复序列，其末端为含多个G的单链DNA. 不同物种端粒的重复序列和长度是不一样的，但每种生物体有其特定的序列和平均长度〔如人的端粒为(TTAGGG)n，大约在�15kb�左右〕. 此外，端粒DNA上还结合有蛋白质，有两种结合形式：一种是结合于单链DNA；另一种则与端粒双链进行结合. 前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端粒延伸的负调节因子〔1〕. 目前所分离到的人端粒结合蛋白hTRF是一种双链结合蛋白，它参与维持端粒长度的稳定〔2〕. 改变端粒结构和功能的抑制剂介绍如下.�1.1 改变端粒结构导致的端粒酶活性失常 端粒是由大量串联的重复序列组成的，其中一条链富含G，另一条富含C. 端粒合成时先由端粒酶将端粒重复序列加到富G链上去，再由DNA聚合酶合成富C链. 不同生物的端粒G链一般都采用紧实结构. 而在所有的结构中，G-四联体是理论上最稳定的结构，它除了可在两条DNA分子间形成外，还可以在含四段重复端粒序列单链DNA中形成. Zahler �et al〔3〕考察了端粒DNA的不同折叠方式作为引物时对四膜虫端粒酶的影响. 他们发现端粒G-四联体结构启动端粒酶延伸端粒的效率最差，不能作为端粒酶的引物，另外，他们的进一步研究发现，端粒酶所需的引物可能不应有任何折叠. 折叠的端粒DNA结构由于无法作为引物与端粒酶RNA组分碱基配对、结合，或者改变了端粒引物从端粒酶解离的速度而影响端粒的延伸. 目前，所有已知生物的端粒都是在富G的那条链上由端粒酶进行端粒合成，因此，能促使或稳定端粒形成G-四联体结构的物质可能对癌症有潜在治疗意义. 在Zahler �et al〔3〕�的报道中指出体外生理浓度(�20mmol/L�)下的K+、Na+离子可以形成稳定G-四联体结构，以前者的效果更明显. Sun �et al〔4〕�应用经典的引物端粒酶延伸技术为手段进行实验，发现小分子化合物2，6—二酰胺蒽醌能抑制端粒酶活性，其IC50为�23μmol/L�，在约�100μmol/L�时几乎可以完全抑制端粒酶活性 他们用UV(ultraviolet spectroscopy)和1H-NMR(1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy)检测滴定结果，证明了该种物质对端粒酶的抑制是与端粒G-四联体结构直接相关的. 与此有关的细胞内抑制端粒酶作用正在研究之中. Fedoroff �et al〔5〕�也采用NMR的方法进行研究，报道了3，4，9，10-perylenetetracarboxylic diimide-based化合物结合G-四联体结构从而抑制端粒酶活性. 另外，Burger �et al〔6〕最新的研究表明，早已被应用于临床的抗癌药物顺铂也是一种序列专一性的G-Pt-G交联剂，研究发现顺铂能抑制人睾丸肿瘤细胞中的端粒酶活性，这可能正是顺铂能有效治疗多种肿瘤的原因之一. 类似化合物还有炭花青Carbocynamine.�1.2 端粒结合蛋白与端粒活性抑制 关于端粒的延伸、加工机制有多种不同的假设模型，无论哪一种都认为，端粒结合蛋白(telomere binding proteins, TBPs)及其他一些附属因子在端粒长度的调节中起着不可或缺的作用. 它们或者通过影响端粒酶活性，或者通过直接对端粒进行加工、剪切来共同完成对端粒长度的调节〔1〕. 在对四膜虫单链TBPs的研究过程中发现，该α/β异二聚体蛋白质中α，β蛋白在体内都是磷酸化的；体外研究也表明，β亚基的磷酸化是随细胞周期而调节的. 这一磷酸化机制很可能在端粒酶延伸端粒的过程中起作用〔1〕. 另外，酵母的Rapl是目前研究最深入的一种端粒双链TBP，它在端粒的长度调节机制中的作用十分复杂，是通过与其他一些蛋白的相互作用来完成的〔1〕. 因此，设想以TBPs为靶点，通过抑制或调节TBPs及相关因子的活性来抑制端粒酶，缩短端粒，从而使肿瘤细胞死亡. 但目前尚未有关于人端粒结合蛋白特异性抑制物的报道.��2 抑制端粒酶结构和功能靶点的物质�端粒酶是一种核糖核酸蛋白质复合物. 其RNA组分为端粒合成提供模板. 现认为，人的端粒酶RNA分为两个区与引物作用：一个是模板区，含有与引物互补的11个核苷酸5’-(CUAACCCUAAC)-3’；另一个是锚定区，与引物的5’端相连，为DNA链向端粒酶外延伸提供路径〔7〕，而端粒酶中的蛋白质则起催化反应合成的作用. 目前分离的人端粒酶蛋白质有两种，TPl含2627个氨基酸〔8〕，可能介导端粒酶与端粒之间的相互作用；另一种是hEST2p，它可能是人端粒酶的催化亚基，对端粒酶活性的表达、调节具有重要意义〔9〕.�2.1 针对端粒酶RNA模板抑制端粒酶活性 Kanazawa �et al〔10〕制备了以端粒酶RNA组分为靶点的榔头样核酶TeloRZ(a hammered ribozyme)，试图通过实验搞清楚它是否可以抑制端粒酶. 结果表明：TeloRZ对他们所合成的含端粒酶RNA组分的一段核苷酸具有专一的剪切能力，它能在模板区的第一个5’-C↓U处剪切多核苷酸. 将TeloRZ加入到肝癌细胞株HepG2或Huh-7细胞提取物中，对两者的端粒酶均起抑制作用，且与剂量成正相关，在大约�10μmol/L�时就可以抑制大约90%的端粒酶活性. 另外，Wan �et al〔11〕�报道了具有更高生物稳定性的2’-O-甲基化榔头样核酶能在大约�0.4μmol/L�时抑制人神经胶质瘤U87-MG细胞中90%的端粒酶活性. 能降解端粒酶RNA组分的核酶有希望成为一种抗癌新药物.�Feng �et al〔12〕在体外采用了与模板区互补的反义寡核苷酸来抑制端粒酶活性. 转染了反义hTR(human telomerase RNA)的HeLa细胞在经过23～26代倍增后，大部分细胞株(33株中的28株)进入危机期，端粒酶活性受到抑制，细胞开始死亡. Norton �et al〔13〕�设计了针对人端粒酶RNA模板区的反义硫代寡核苷酸(PS)和肽核苷酸(PNA)，PNA能专一识别结合人端粒酶，并在从�P mol/L～n mol/L�的范围内达到IC50的抑制活性. 他们的实验证明PNA对端粒酶活性的抑制效力比其类似物硫代寡核苷酸PS高出10～50倍；而且后者对端粒酶是非序列选择性抑制，PNA对端粒酶抑制则是高专一性的. 最近，Pitts �et al〔14〕�则发现2’-O-甲基RNA能对细胞培养和实验动物产生专一性的影响，其抑制端粒酶的作用要超过肽核苷酸PNA. Glukhov �et al〔15〕�以黑色素瘤细胞株SK-Mel-28为对象，研究认为：互补于hTR模板区的反义核苷酸对端粒酶活性的抑制强于其他反义核苷酸，在�5nmol/L�时即可产生强烈抑制，而�20nmol/L�的样品可以完全抑制端粒酶活性. 这些研究结果显示了hTR反义寡核苷酸的良好应用前景.�2.2 针对端粒酶的逆转录酶性质抑制端粒酶活性 端粒酶实际上是一种特殊的专一逆转录酶. Strahl �et al〔16〕�以人B细胞系的JY616细胞和T细胞系的Jurkat E6-1细胞(这两种细胞均表现端粒酶活性)为研究对象，考察已知的反转录病毒逆转录酶抑制剂是否会影响这些细胞的端粒长度和培养时的生长速率. 实验表明，ddG可以使分裂细胞的端粒发生复制性的逐渐缩短，并稳定在较短状态. azidothymidine (AZT)也可以使部分细胞的端粒逐渐缩短. Yegorov �et al〔17〕�的类似实验表明，在逆转录酶抑制剂AZT和Carbovir存在下，鼠的胚胎成纤维细胞可以自发转化形成无端粒酶的克隆，发生类似于衰老的过程. 但这一抑制过程是可逆的，AZT，ddG这些逆转录酶抑制剂可能是通过优先占据端粒酶的核苷酸结合位点而抑制了端粒合成.�2.3 针对端粒酶促反应底物抑制端粒酶活性 端粒酶作为一种末端转移酶，它把脱氧核苷酸加到端粒的末端上从而延长端粒. Fletcher �et al〔18〕�的实验表明7-脱氮-dGTP和7-脱氮-dATP会抑制端粒酶活性. 7-脱氮-dGTP和7-脱氮-dATP分别在�11μmol/L�和�8μmol/L�时可以抑制人胚肾293细胞株中50%的端粒酶活性 二者可以被端粒酶加入到端粒DNA中去，但因不是端粒酶的正确、高效底物而抑制了端粒酶的活性，导致端粒提前成熟(pre-maturing)，表现为缩短的端粒，提示N�7对于端粒酶活性可能是必须的. 这一模型可以用来研究DNA二级结构在端粒酶机制中的作用，同时又为设计新的端粒酶抑制剂提供了一个可供参考的思路.�2.4 针对端粒酶的DNA锚着区抑制端粒酶活性 端粒酶以锚着区与作为引物的端粒DNA的5’端结合，继而延伸端粒. 通过破坏端粒酶的DNA锚着区可抑制端粒酶进行端粒合成，使肿瘤细胞端粒缩短而死亡〔19〕. 但目前尚末有关于此类物质的报道.�2.5 磷酸酯酶2A对端粒酶活性的抑制 Li �et al〔20〕以人乳腺癌细胞PMC42为研究材料，发现磷酸酯酶2A(PP2A)与受试肿瘤细胞核提取物共温育时能够显著抑制其端粒酶活性. 这种效应呈浓度依赖性(ED50为�10U�±�2U�)，并且非常迅速(�10s�即出现显著抑制，2min时出现完全抑制). 但PP2A与受试细胞膜提取物共温育时对其端粒酶活性的抑制稍弱一些，与细胞质共温育时则基本不抑制其端粒酶活性. 此外，PP2A对核端粒酶活性的抑制作用可能是专一的，因为蛋白磷酸酯酶1或2B都不影响端粒酶活性. Li �et al�用PP2A的催化抑制剂okadaic acid证明了PP2A诱导的端粒酶抑制是与蛋白去磷酸化有关的. 最近Sogawa �et al〔21〕发现了一种从海洋微球藻中分离出来的胞外多糖也具有抑制K562细胞中端粒酶活性的能力，实验表明，当K562细胞与该多糖共培养时，蛋白磷酸酯酶1的催化亚基PP1γ1的表达下降. 这些实验表明，某些端粒酶的蛋白质组分或端粒酶调节因子的磷酸化、去磷酸化对于癌症细胞的端粒合成是具有重要意义的.�2.6 PKC抑制剂对端粒酶活性的抑制 Ku �et al〔22〕�以培养的鼻咽癌细胞NPC-076为研究对象，发现有2种蛋白激酶(PKC)抑制剂bisindoplylmaleimideⅠ和H-7能够显著抑制受试细胞中的端粒酶活性；而另外2种PKC抑制剂中，Staurosporine能中度抑制端粒酶活性，神经鞘氨醇则仅轻微抑制. 此外，在实验中还观察到，处理后的细胞大部分仍是可养活的(超过75%)，且维持了相当高水平的蛋白质合成能力. 这一发现为研究端粒酶机制以及癌症的端粒酶疗法提供了新的思路.�2.7 一些小分子化合物对端粒酶活性的抑制 Perry �et al〔23〕�报道了1，4-和2，6-双取代氨基蒽-9，10-dione衍生物对端粒酶和Taq酶活性的抑制，如氮己环抑制端粒酶活性的IC50值为�4μmol/L�～�11μmol/L�，它在目前已知的非核酸端粒酶抑制剂中显示出较强效力. 另外，Maasani �et al〔24〕的实验表明，茶叶中的主要儿茶酚(catechin)成分—epigallocatechin的没食子酸盐能够直接强烈抑制端粒酶活性，这可能是茶叶抗癌效果的主要机制之一. Bare �et al〔25〕�以铕标记探针和瞬时荧光(time-resolved fluorescence)的新方法对125000种化合物进行筛选，确定了一系列含isothiazolone的端粒酶抑制剂，其中最具效力的物质在次微摩尔水平就可达IC50值. 最近的研究还表明DMSO能可逆抑制端粒酶活性.��3 结语�端粒、端粒酶已成为当今最引人注目的抗肿瘤治疗新靶点之一，近来的一些研究表明，端粒酶抑制剂不但可以直接导致肿瘤细胞的死亡，还可以提高肿瘤细胞对破坏DNA的抗肿瘤药的敏感性以及对凋亡的感受性(U251-MG细胞)〔26〕，这一结果使得端粒酶抑制剂的应用前景更加看好. 虽然对于这种疗法并非全无顾虑，比方说担心端粒酶抑制剂会对干细胞和生殖细胞造成不利影响，以及担心端粒酶抑制剂的使用可能会诱发非端粒酶的端粒延长途径等. 但就目前的知识来看，对前者的忧虑可以通过设计疗程而得到某种程度的避免(但也有个别报道说肿瘤细胞的端粒并不都比干细胞短)，而对后者的担心则还需通过实验的证明以及进一步的实验来解决.�可以肯定的是，对端粒酶抑制剂的寻找和研究工作要依赖于对端粒、端粒酶的研究. 伴随着对端粒、端粒酶结构功能和调节机制研究的不断深入，对端粒酶抑制剂的研究也一定会越来越深入. 但从目前的研究来看，对端粒酶抑制剂的研究大多尚处于体外细胞实验阶段，体内药理作用及药代动力学情况究竟如何鲜有报道. 端粒酶抑制剂应用于临床时的效果及毒副作用也还需要事实的进一步验证.

端粒酶目录[隐藏]【端粒酶的定义】【端粒酶的应用】【端粒DNA功能和端粒酶功能及生物特性】【端粒和端粒酶的功能附加说明以及合成】【解决端粒酶问题人就可以长生吗？】【目前关于细胞衰老分子机制的主流假说】【关于端粒酶的开发应用的最新前景】【诺贝尔奖】 [编辑本段]【端粒酶的定义】 （Telomerase），是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。 细胞中有种酵素负责端粒的延长，其名为端粒酶。端粒酶的存在，算是把 DNA 克隆机制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂克隆的次数增加。 但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂克隆的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。当细胞分化成熟后，必须负责身体中各种不同组织的需求，各司其职，于是，端粒酶的活性就会渐渐地消失。对细胞来说，本身是否能持续分裂克隆下去并不重要，而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续，但不是永续，这种世代交替的轮回即是造物者对于生命设计的巧思。[编辑本段]【端粒酶的应用】 一般认为，端粒酶活性的再活化，可以维持端粒的长度，而延缓细胞进入克隆性的老化，是细胞朝向不老的关键步骤。在表皮纤维母细胞中恢复端粒酶的活性确实可以延长细胞分裂的寿命，使细胞年轻的周期延长。 此外，在医疗方面的运用，以血管的内皮细胞为例，血管的内皮细胞在血流不断冲刷流动下，损伤极快，个体年轻时周围组织可以不断提供新的细胞来修补血管管壁的损伤，一旦个体年老以后，损伤周围无法提供新的细胞来修补，动脉也就逐渐走向硬化的病症。若是周围组织中细胞的端粒酶被活化，端粒因此而延长，细胞分裂次数的增加，使得周围组织不断提供新的细胞来填补血管的损伤，因而能够延缓因血管硬化所造成的衰老表征。就如同寻找端粒酶抑制剂的基本理论，科学家也正积极地利用相同的策略，同时找寻端粒酶的活化剂。 整体来说，老化和癌症的发生机制要比我们想象中的复杂，由于它们属于多重因子所造成的疾病，单一方向的预防和治疗并不足以涵盖全部的病因，端粒和端粒酶的研究只是探讨老化机制中的一环而已。 端粒酶让人类看到长生不老的曙光[编辑本段]【端粒DNA功能和端粒酶功能及生物特性】 端粒（Telomere）是真核细胞染色体末端的特殊结构，人端粒是由6个碱基重复序列(TTAGGG)和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能。可稳定染色体的功能，防止染色体DNA降解、末端融合，保护染色体结构基因，调节正常细胞生长。正常细胞由于线性DNA复制5'末端消失，随体细胞不断增殖，端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度，细胞停止分裂，处于静止状态，故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” (Mistosis clock) 。端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关。端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶，是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板，蛋白组分具有催化活性，以端粒3'末端为引物，合成端粒重复序列。端粒酶的活性在真核细胞中可检测到，其功能是合成染色体末端的端粒，使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿，进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板，通过逆转录合成DNA。 端粒酶在细胞中的主要生物学功能是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度。近年有关端粒酶与肿瘤关系的研究进展表明，在肿瘤细胞中端粒酶还参与了对肿瘤细胞的凋亡和基因组稳定的调控过程。与端粒酶的多重生物学活性相对应，肿瘤细胞中也存在复杂的端粒酶调控网络。通过蛋白质-蛋白质相互作用在翻译后水平对端粒酶活性及功能进行调控，则是目前研究端粒酶调控机制的热点之一。[编辑本段]【端粒和端粒酶的功能附加说明以及合成】 端粒的存在是为了维持染色体的稳定。没有端粒，则末端暴露，易被外切酶水解。而报道说端粒与生命长短有关，这只是个说法，还没成定论.。 端粒不是用DNA聚合酶来合成的，是用端粒酶来合成的。端粒酶中含有RNA模板，用来合成端粒。[编辑本段]【解决端粒酶问题人就可以长生吗？】 衰老机制（链接）首先要明确的问题就是人为什么会死亡，只有对这个过程的机制了解的足够透彻，做到永生并非不可能。 关于人衰老和死亡的机制，我知道的有几种，比如体内自由基清除与生成机制失衡，导致有害自由基日积月累，并进而破坏细胞器，线粒体已被证实参与了这一过程。 端粒酶也是其中一种解释。由于正常人细胞没有端粒酶，无法修复DNA复制所造成的DNA缩短的问题，因此随着细胞复制次数的增多，DNA短到一定程度，可能就触发了死亡机制，或者死亡是一个渐近的过程。[编辑本段]【目前关于细胞衰老分子机制的主流假说】 其中一个就是端粒酶。但是98年就证明了二倍体叙利亚仓树胚细胞在复制分裂的各阶段始终表达端粒酶，但是仍然衰老。而剔除端粒酶基因的小鼠尚未观测到相应的表型的变化。所以端粒钟学说并不完全正确。 此外，我简要说一下其他假说吧，字数有限，如果想了解更多不妨自己找找相关的资料。 1、氧化性损伤。来自自由基的积累。 2、rDNA。染色体复制时可能出现错配膨起染色体外rDNA环，叫ERC。它的积累导致细胞衰老，并伴随核仁的裂解。 3、沉默信息调节蛋白复合物。它可以阻止它所在位点的DNA转录。 4、SGS1基因和WRN基因。这是两个同源的基因，对于保证细胞正常生命周期是必须的，但是容易突变导致早老症。 5、发育程序。 6、线粒体DNA。随着时间的推移，线粒体DNA的突变是相当显著的。 生命是最最神奇的魔法。细胞里的行动是复杂而精确的，往往是外来刺激导致蛋白质磷酸化，一级一级地传递，激活一定基因，开始转录翻译出平时不存在的蛋白质，这蛋白质再引起接下来的一系列级联反应。要推翻自然的规律，解决一个酶的问题，无异于杯水车薪。 可是即使假设人体具有了端粒酶，长生也是个值得打上问号的问题。因为端粒酶仅仅解决了复制长度的问题，并不能解决DNA复制时的变异问题，当然这有专门的机构来负责。可是这也说明，长生并非如想像中那么简单，不单单一个端粒酶就能解决。[编辑本段]【关于端粒酶的开发应用的最新前景】 （科研课题）：九十年代，我在加拿大多伦多大学听了一堂普通的学术报告。一位附近大学来的教授叫Harley（哈利），他的研究打开了一扇通向衰老神殿的窗子——衰老与细胞DNA的尾巴，端粒有密切的关系，顷刻，我为之一震。五千年中华文化，三百年西方文明有谁捕捉到“老化”之灵。难道这DNA尾巴真的与“老”有关。 “是的”，在Harley实验室的中国留学生齐博士告诉我说：“端粒的DNA短了，细胞就老了，端粒长了，细胞就变得年轻，而端粒DNA的长短是一种叫端粒酶的蛋白质所左右。如果加入端粒酶能使端粒延长，寿命延长”。 端粒是什么？ 端粒是染色体末端的一段DNA片段。 排在线上的DNA决定人体性状，它们决定人头发的直与曲，眼睛的蓝与黑，人的高与矮等等，甚至性格的暴躁和温和。 其实端粒也是DNA，只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNA。我把端粒当作一件绒线衫袖口脱落的线段，绒线衫像是结构严密的DNA。细胞学家从来不对染色体棒尾巴拖出的DNA感兴趣。他们把注意力聚集在46条染色的基因图上面，而且把绘制的人类基因组草图的事大声喧哗。 1990年起Calvin Harley把端粒与人体衰老挂上了钩。他讲了三点，我将它记录如下： 第一、细胞愈老，其端粒长度愈短；细胞愈年轻，端粒愈长，端粒与细胞老化有关系。 衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列。当细胞端粒的功能受损时，出现衰老而当端粒缩短至关键长度后，衰老加速，临近死亡。 第二、正常细胞端粒较短。细胞分裂会使端粒变短，分裂一次，缩短一点，就像磨损铁杆一样，如果磨损得只剩下一个残根时，细胞就接近衰老。细胞分裂一次其端粒的DNA丢失约30-200bp（碱基对），鼠和人的一些细胞一般有大约10000bp。 第三、研究发现，细胞中存在一种酶，它合成端粒。端粒的长短，是由酶决定的。细胞内酶多酶少可预测端粒的长短。正常人体细胞中检测不到端粒酶。一些良性病变细胞，体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。但在生殖细胞睾丸、卵巢、胎盘及胎儿细胞中此酶为阳性。令人注目的发现是，恶性肿瘤细胞具有高活性的端粒酶，端粒酶阳性的肿瘤有卵巢癌、淋巴瘤、急性白血病、乳腺癌、结肠癌、肺癌等等。人类肿瘤中广泛地存在着较高的端粒酶活性。这样一来，我们又发现了一种肿瘤细胞的特异物质。 寻找衰老钟的故事 人体是由细胞组成的，人有衰老，细胞是否也有衰老呢？这就像一座大厦，它的寿命很大程度上与组成它的砖块有关。细胞是有寿命的，这是细胞学家海弗列克（Hayflick）在四十年前发现的，他培养人体的成纤维细胞，一代又一代。但是在营养充分供给的情况下，细胞分裂到50年代左右就停止活动了，真正地进入衰老期，这一发现似乎告诉人们在细胞内有一口衰老钟，这限定了细胞分裂的次数，也就限定了生物的寿命。因为高寿生物是由一个受精卵细胞分裂而形成的，它一分为二、二分为四、以此类推的增殖，组成胎儿，再分裂而成青年。如果细胞不能再分裂了，那么个体就出现衰老现象。 充满希望的抗老之路 直至今日，我还不敢讲，科学家已经找准了衰老的真正起因，然而端粒功能的发现的确是为我们开拓了一条新的抗衰之路。 端粒的缩短，引起衰老。如果端粒长度得不到维持，细胞停止分裂或者死亡。在某种情况下，濒临衰亡的细胞愈变成永生细胞，即癌细胞。 端粒酶的发现使正常细胞，衰老和癌化这些苦恼千年的难题有了一个符合逻辑的解释。简单地说，把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，这是可能的，科学家们对此寄托了厚望。将来医生给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度，达到返老还童的目的。 有学者提出，端粒酶的抑制剂可作为治疗癌症的药物。因为只有在癌细胞中存在端粒酶，如果将该酶排光那么癌细胞似乎不会繁殖了。当然其中有不少需克服的困难。 读者要问，文章介绍了当今衰老研究的新进展——端粒，那么到底用什么方法能获得延缓衰老的效果？ 我说，首先降低身体的新陈代谢速率，少吃少饮。如一盏油灯，火焰小，点得长，火焰大，点得短。这与Hayflick限度和端粒长度均有关联。代谢率高，细胞分裂次数增多，端粒缩短，寿命也短了。 其次，用药物刺激体内的干细胞（一种保持潜能的细胞），弥补衰老损耗细胞。威斯康辛大学首创的生长激素注射法，对调动干细胞，延缓老化是有一定作用的。还未见到生长激素与端粒关系的研究报告，但生长激素的抗老效果是比较肯定的。端粒酶抗衰老，目前只具理论价值。连动物实验都很少，但是作为一种方向，也应该让大家尽早的了解。 早在三十年代，遗传学家Mullert发现染色体末端结构对保持染色体的稳定十分重要，并定名为（telonereTLM)。1978年Blackburn和Gall首先在四膜虫中发现并证实了端粒结构，端粒是由端粒DNA和端粒蛋白质组成。他们发现这种rDNA每条链的末端均含有大量的重复片段。后来发现真核生物绝大多数DNA末端都是由特定的基本序列单元即端粒序列大量重复而构成的。对于一个给定的真核生物物种，它一定具有特征性的端粒DNA序列.。 端粒是染色体末端的一种特殊结构，它是由许多简单短重复序列和端粒结合蛋白（telomere end -binding protein ,TEBP）组成。在正常人体细胞中，可随着细胞分裂而逐渐缩短。端粒是细胞必需的遗传组分，因为它能够保护和补偿染色体末端遗传信息的丢失，保护它不会被核酸酶识别而免遭降解。但是在复制过程中，端粒也因为复制机制的缺欠或者其他原因会缓慢地丢失。在新细胞中，细胞每分裂一次，染色体顶端的端粒就缩短一次（细胞分裂一次其端粒的DNA丢失约30～200bp），当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂了。进一步的研究表明，衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列，1990年凯文．哈里（Calvin Harley）发现不同年龄的人的体细胞的寿命明显不同，其端粒的长度也不相同。是随着年龄的增长而缩短。细胞愈老，其端粒长度愈短；细胞愈年轻，端粒愈长，端粒与细胞老化有关系，因此原因用端粒阐述了新的人体衰老机制。另外，端粒的丢失还与很多病因有关。Maria Blasco 和 Piero Anversa的研究探讨了端粒在一些心血管病理状态中端粒功能失调的影响。Maria Blasco and Piero Anversa构建了在第二代G2和第5代G5端粒RNA缺失的转基因小鼠(Terc-/-)。研究者对G5(Terc-/-)小鼠的心肌细胞进行原位定量荧光杂交分析，发现这些细胞具有比G2(Terc-/-)小鼠更短的端粒，G2(Terc-/-)小鼠心肌细胞的端粒也比野生型细胞的端粒要短。在1996年3月15日的《欧洲分子生物学组织杂志》上，达拉斯UT西南医学中心Shay博士和Wright博士[6]报道了通过控制端粒长度而改变人类细胞寿命的研究结果。他们发现通过增加端粒长度，能够延长细胞杂交系的寿命.。 但是，要提的是，端粒的减少是否导致动脉粥样硬化这个问题也待进一步的研究.。 研究发现，细胞中存在一种酶，它合成端粒。端粒的复制不能由经典的DNA聚合酶催化进行，而是由一种特殊的逆转录酶——端粒酶完成。端粒酶是以RNA 为模板合成DNA 的酶。端粒酶是一种核糖核蛋白，由RNA 和蛋白质构成。其RNA 组分是端粒序列合成的模板。不同生物的端粒酶，其RNA 模板不同，其合成的端粒序列也不同。对端粒酶的RNA 进行诱变， 可在体内合成出与突变RNA 序列相对应的新端粒序列，证明了RNA 的模板功能。端粒酶合成端粒的DNA片段TTAGGG，其基因定位于人类染色体的3q .26.3上。正常人体细胞中检测不到端粒酶。一些良性病变细胞，体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。但在生殖细胞、睾丸、卵巢、胎盘及胎儿细胞中此酶为阳性。研究表明这也是科学家由此又开始研究精子和癌细胞内的染色体端粒是如何长时间不被缩短的原因。 值得注意的是，恶性肿瘤细胞具有高活性的端粒酶(它能维持癌细胞端粒的长度，使其无限制扩增）。关于癌细胞如何获得永生，1991年Ha rley提出端粒-端粒酶假说。认为正常细胞衰亡要经过第一致死期M1期（MortalityStage1）和第二期M2期（MortalityStage2）两个阶段。即在细胞有丝分裂的过程中端粒DNA不断丢失而使端粒缩短，当端粒缩短到一定长度（2kb～4kb）时，染色体的稳定性遭到破坏，细胞出现衰老的表现，细胞进入第一致死期M1期。此时细胞不再分裂，而是退出细胞周期而老化并死亡。如果此时细胞已被病毒转染（SV40，HPV），癌基因激活或抑癌基因（P53，Rb）失活，细胞便可越过M1期，继续分裂20-30次，端粒继续短缩，最终进入第二致死期M2期。多数细胞由于端粒太短而失去功能并死亡，只有少数细胞的端粒细胞的端粒酶被激活，修复和维持端粒的长度，使细胞逃避M2期，而获得永生），这也是当代科研领域的热门研究话题。1995年Hiyama等人[8]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。 端粒DNA包括非特异性DNA和由高度重复序列组成的特异DNA序列，通常是由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短的串联重复序列组成，伸展到染色体的3'端。人工合成四膜虫端粒的重复DNA片段(TTGGGG)4，人和小鼠的端粒DNA重序列为TTGGG，人类端粒的长度约为15Kb碱基。由于dsDNA存在末端复制问题，故细胞每分裂一次约丢失一个岗崎片断长度的DNA，即25～100对碱基。端粒酶将自身RNA模板合成的DNA重复序列加在后随链亲链的3’端，然后再以延长了的亲链为模板，由DNA聚合酶合成子链，但是由于复制机制的不完整性(或者这不完整性是进化保留的?由此机制来保证细胞的定期衰老和死亡?)。端粒还是以一定的速度丢失，端粒酶是一种核蛋白（RNP）主要由RNA和蛋白质组成。端粒酶是端粒复制所必须的一种特殊的DNA聚合酶。目前不少生物的端粒酶RNA已被克隆，但不同种属之间的核苷酸序列差别很大。四膜虫的端粒酶RNA模式板长160~200个核苷酸，编码1.5拷贝的端粒重复序列。其43~51位序列为CAACCCCAA刚好编码一个GGGGTT。鼠同人的端粒酶RNA基因有65%的相同，模板为 8-9个核苷酸序列，人的端粒酶RNA（hTR）由450个核苷酸组。模板区为CUAACCCUAAC（5’-3’向.Shippen-Lentz(1990年)克隆了游仆虫属的端粒酶RNA序列，其中包括5`-CAAAACCCCAAA-3`模板序列。该模板亦与基端粒重复序列（TTTTGGGG）n以碱基互补方式合成RNA序列。研究还认为，端粒酶RNA中的模板每次与1.5（TTTTGGGG）重复序列互补，然后通过模板的滑动，再进行下一次合成。 在端粒结合蛋白质方面，早在1986年Gottschling等即已鉴定了尖毛虫属（Oxytricha）的相对分子质量为55000和26000的端粒结事蛋白质，该蛋白质特异识识和结合尖毛虫属的大核白质PAP1（repressor activator protein1）是参与端粒长度调节的一个必须因子，一个RAP1分子平均与18个端粒DNA序列结全，负反馈调节端粒长度。在克隆鉴定了酵母等的端粒酶蛋白质部分的催化亚基的编码基因后，人端粒酶蛋白质部分的催化亚基编码基因也已经被克隆鉴定，命名为hTERT(human Telomerase Reverse Transcriptase)基因。该基因含有一个端粒酶特异基序（telomerase-specific motif），翻译48个氨基酸的蛋白质序列。hTR和hTERT基因的对照表达研究显示，hTR基因可在增殖力强制胎儿细胞——非永生化的（mortal）细胞中表达，而hTERT基因仅在肿瘤细胞——永生化的（immortal）细胞中表达。因此，hTERT基因更显示出肿瘤特异的诊断和治疗潜在应用价值。 另外，人乳头状病毒( HPV) 能引发人的子宫颈癌。HPV 病毒基因组中的癌基因E6 ，在肿瘤发生中起重要作用。它是第一个被发现可以激活端粒酶的癌基因。该基因的表达产物，能在转录后水平调节MYC 的表达，随后再由MYC 激活端粒酶。最近又发现人体内的雌激素(estrogen) ，能与TERT 基因启动子区-2677 位的一个不完全回文结构结合，直接调节TERT 基因活性。另外雌二醇也可通过激活myc 基因的表达，间接促进TERT 基因的表达,提高端粒酶的活性。 最近的比较研究发现很多端粒蛋白结构很相似，功能也很接近。总而言之，随着研究的不断深入，端粒结合蛋白结构与端粒序列结合的特性和功能将逐渐被发现阐明。[编辑本段]【诺贝尔奖】 据诺贝尔基金会官方网站报道，诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth Blackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德(Carol Greider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(Jack Szostak)。他们发现了由染色体根冠制造的端粒酶 (telomerase)，这种染色体的自然脱落物将引发衰老和癌症。

SCI论文发表心得对从事生物学、医学与药学专业的研究生而言，能让自己的文章在SCI期刊发表是一种莫大的荣耀。说的世俗一些，一篇SCI论文(哪怕是IF低于1.5分的期刊)会为一名硕士带来不少荣耀。当然了，对博士研究生而言，SCI的IF是关系到其能否顺利毕业的保证。前期在论坛上看到博士毕不了业，对导师以死相逼。究其原因仅仅是因为一纸论文。发表SCI论文真的有那么难吗?笔者看来有实验结果SCI论文发表其实不是一件难事。这里实验结果不一定就是国内的教授们的“首次报道”类的结果。如果你的试验结果可以组织成一个合理的story，完全可以去SCI论文投稿。1. 论文写作论文写作非一日之功。前期要阅读大量文献，并将阅读文献做一个小记，这样不会出现读完后一点儿印象都没有。更重要的是为以后的参考文献选用打下良好基础。因为你引用参考文献时要有针对性，不能乱引用。比如说你在Cell中读到1985年Blackburn E H女士与其博士后Greider CW发现了端粒。那么你就记录一下，用到的时候很方便。在这里我建议大家采用Endnote管理文献，该软件对文献管理与论文写作非常有用。采用该软件你可将所有的文献进行分类管理，并可在摘要内做适当记录。在书写论文时，Endnote在参考文献管理方面的优势就体现出来了，一切参考文献都是一键输入，根本不用手写。大家都知道投稿鲜有一次成功的，每种期刊都有其特定的参考文献要求，万一稿件不中，还要修改转投其他期刊，如果其他期刊的参考文献不一样，那么你惨了。你需要人工修改。使用Endnote则很简单，Endnote收录高分期刊的参考文献模板与写作模板。所以你根本不用愁格式。如果低分的期刊没有收录其参考文献模式与写作模板，你有两个办法：一，找一个相同的参考文献模板引用。例如你投稿到ABBS，你发现Cell的文献文献格式与其相同，你只需要在Endnote插入格式内选择Cell的文献格式就可以了。一键完成。二，如果你是在找不到相同的模板，那你就自己编写吧，也很简单。在这里我就不赘述了。阅读了大量论文，试验也做的差不多的时候。需要着手写论文了。写作论文时一定要集中时间写。在写作时不一定非要从 Abstract写到Acknowledgement。你可以最后写方法与致谢，但是摘要一定字斟句酌，摘要是一篇文章的高度概括。大家在搜集信息时一般看看文章的摘要就知道这篇文章是否适合自己去阅读。文章的摘要需全面体现开展该项研究的意义的深度概括。Introduction主要是概括该领域的研究，引出待解决、需研究的问题。说明为何开展该项研究等等。材料与方法就相对好些了，详细阐述方法与步骤即可。结果与讨论也非常重要。结果部分将试验结果展开论述，一般辅以图片说明。试验图片一定要清晰，否则审稿人会让你重新进行一次试验的。说句不负责任的话，你可以拼错一个单词，但是图片不可以出现模糊或不清晰这种情况。讨论就是对结果的意义进行进一步探究。SCI期刊的讨论不像国内期刊最后的讨论那样写的天马行空，就事论事、简洁是讨论写作的基本原则。2. 论文定位稿件分为综述性文章与实验性文章。投稿时首先对自己的论文有一个准确的定位，这就需要阅读大量的文献，掌握目前该领域研究到了什么状态，研究的热点是什么。你的工作对当前研究有什么意义。期刊是读者交流的主渠道，很多科学家在从事类似研究，有很多未解决问题困扰着他们，如果你的研究能对这些困扰提出一个论据，哪怕是一个细小分支。你的这篇论文也可以投一篇IF较高的期刊。我研究生时的专业是端粒酶。该领域的研究主要是围绕着端粒酶活性检测与端粒与细胞衰老信号通路的关系。端粒酶检测方法在1994年就已经发表，现在方法很成熟，试剂盒都研发出来了。对于端粒酶与细胞衰老方面存在很多的信号通路，如果能找到一些调节细胞信号通路的因子，那么高的可以发到Cell，低的也可以发到3分以上的期刊。如果你对信号通路进行综述，除非是该领域的大牛进行综述，否则该综述不可能被收录，因为信号通路这一领域很难解释一个所以然。如果能解释所以然，这篇文章可以在Cell上发表。如果你对端粒酶检测方法进行综述，你就Out了。这种综述90年代就发表了。所以投稿前，一定要掌握该领域的研究趋势，明确自己的结果在投稿时的定位。3. 选定期刊稿件定位后，就开始选择期刊了。选期刊怎么选?在 Google上搜索?那真是海底捞针了!我推荐大家每人拥有近3-5年的影响因子表格。一般期刊的影响因子的变动不大，在Excel表格内将采用IF升序或降序的方法排列。如果你觉得你的文章可以投稿到1分的期刊，那么你就在IF为1的期刊列内搜索，找到生物学、医学、药学领域的期刊，一次多找几个。然后到期刊的官方网站去看该期刊的征稿范围(Scope)，确保范围准确。4. 在线投稿现在 Elsevier、Springer、Wiley这些数据库等均采用在线投稿的模式，所以投稿者需对投稿系统有所了解。第一次投稿由于不熟悉投稿界面，经常会出现一些意想不到的问题，这个多操作几次就熟练了。每种期刊的系统不同，但是原理是相通的。一般在投稿时会需要写作Cover Letter，这个需要事先写好，到时候复制、粘贴就可以了。后续的交流主要是通过邮箱进行，所以邮箱一定是常用邮箱。这个很重要。5. 文章审理一般情况下，投稿一周内会收到期刊编辑的邮件，会告知你的稿件已经给了审稿人。文章审理工作就此开始了。审稿人对你的论文进行评述，然后将意见反馈给期刊编辑，后者将意见反馈给你。一般审稿人都会有两名，给出的意见采用概率分析方法无非就这么几种：当然有些期刊存在3名评审人员的可能，这里就不多说了。道理是一样的!两优评恭喜你，你的论文进入到了minor revision(小修)阶段。离文章发表仅有一步之遥了!当然不能大意，有些进入到这一环节也被拒稿的。只需要按照评审人的要求仔细修改，发表应该没问题一优评，一差评这是常见的，称之为manor revision(大修)。这里你要做的就是将差评的内容进行修改，并逐条进行回复。请注意是逐条修改，逐条回复。优评的如果有要求，你也要回复。同样的处理。回信时你需要告诉编辑，建议采用分条的方法，逐条列出。这样条理清晰。如果你修改的符合评审人员的要求，你就进行minor revision或者直接发表。如果不符合要求，你的结果就是拒稿。两差评理论上你存在转变为大修与小修的可能，但实际上可能性不大。你需要转投其他稿件了。稿件派给审稿人到审稿人给出回复时间(也就是编辑给你回复的时间)差不多在25天左右。大修与小修给的时间分别不同，大修的时间有时候跟稿件派给审稿人到审稿人给出回复时间相同，小修时间会短一些，但不排除与稿件派给审稿人到审稿人给出回复时间相同的可能。6. 论文接收论文接收后的心情绝对是不一样的。那时候你会发现自己这么多年来的熬夜与坚持不懈是多么的值得。导师也会对你温和了很多。师弟师妹们会簇拥到你那里请教。。。这是闲话，说说论文接收后的工作吧，就是移交版权(你将出版权出让给期刊)。这时候官方的互动就不是你的事儿了，导师会跟那边交流。需要你的他自然会去找你。期刊一般会有稿酬，一般100-200美金。这笔费用你拿不到。因为期刊建议你不要拿这笔费用，因为他们在来信说编辑与审稿人很辛苦，这笔费可以给他们买点儿礼物。导师会顺水做个人情，告诉你这个钱咱不要了。那时觉得论文发表很开心，所以这钱就不要了。哈哈!有彩页的要交钱，不用不低，不过不用担心，只要你论文发表了，这钱导师出。版权出让，拿到接收函后过一阵子期刊排版，会给你一份稿件让你校对，看是否有错误。没错误那里就准备发表了。之后你就等着期刊在线刊登吧。

端粒是控制DNA分裂的东东。每次分裂它就会从DNA上脱落一点，直到完全脱落。此时细胞就因为DNA不分裂而停止分裂。在端粒酶的作用下可以合成端粒。这样细胞就可以不断的分裂。像癌细胞一样。我是从电视上看来的，建议你去查查网站。