端粒、端粒酶研究及应用进展
端粒端粒酶研究及应用进展
端粒\端粒酶研究及应用进展作者：朱军丁建强冯云来源：《中国医药科学》2012年第07期[摘要] 端粒、端粒酶在维持生命遗传信息稳定、调控细胞生命周期中具有重要作用，端粒酶通过维持端粒的长度，使细胞永生化，为抗衰老提供了光明前景，同时也为肿瘤治疗提供了新的希望。
研究端粒、端粒酶在肿瘤监测中的作用及研发端粒酶抑制剂作为治疗肿瘤的创新药物已成为近年医学研究的热点。
本研究通过查阅相关文献，对端粒、端粒酶研究及应用进展做一综述。
[关键词] 端粒；端粒酶；肿瘤；衰老[中图分类号] Q75 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2012）07-59-03端粒及端粒酶的研究已成为近年医学领域研究的热点。
这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及端粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及遗传性疾病密切相关。
在这些疾病中端粒可表现出缺失、融合及序列缩短等异常，而这些异常又可能受端粒酶的调控。
1 端粒、端粒酶的发现上世纪初，著名遗传学家McClintock B[1]与Muller HJ[2]发现：染色体的稳定性和完整性是由染色体的末端来维持的。
基于此发现，Muller HJ将其命名为“telomere”，此定义来源于希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）的组合。
20世纪60年代，Hayflick研究发现：经过体外培养的正常人成纤细胞的复制过程并非细胞的死亡过程，而只是细胞群中的大部分细胞在经历了数次分裂增殖后停滞在了某个特定状态，仅仅是基因表达方式发生了某些改变，细胞群大部分细胞仍保持其代谢活性，由此，Hayflick在世界上首次提出了细胞衰老的表征：即细胞在一定条件下的“有限复制力”。
同时Hayflick还提出了一个大胆的猜测，即细胞内存在某种控制细胞分裂次数的控制器，类似于我们使用的“时钟”。
为验证自己的猜想，Hayflick做了大量的细胞核移植实验验证了自己的猜想，并发现这种“钟”位于细胞核染色体的末端，于是将其命名为端粒[3]。
端粒与端粒酶的研究进展
体 外培养的 细胞衰老与体 内衰老 的一个 共 同特征 是染
色体 端 粒 的逐 渐 缩 短 。Ｈ ｒ ｙ ａｌ 等 率 先证 明 了 正常 细胞 衰 老 ｅ
时的端粒丢失 。 Ｊ发现 体外培养的人成纤维细胞端粒平均 他 ｆ ］ 长度 以一种复制倚赖性方式缩短 。 这种缩短也与体 内衰老相 关， 老年供体成纤维细胞和外周血 细胞中端粒平均长度 比年 轻 人短 ，ｌｇ ｏ ｍ等 研 究 了三个年 龄组发现 ， Ｓａ ｂ ｏ 人类有 丝分 裂 细胞 中端粒 长度 与供体年 龄呈高度负相关 ， 并报道 外周血 细胞端粒缩短的速率是 ３ ｂ ／ １ｐ 年 端粒酶是影响端粒长度的 最主要的目索 ， 端粒缩短后 可在端牡酶 的作用下得 以合成 而 使端粒延长 ， 正常 的体细胞 并无端粒酶活性 为 探讨端 粒 但
至死亡 将这种正确 人体细胞在体外分裂潜能受限制 的现象 称为细胞衰老 ， 并认为其是“ 衰老在细胞水平的表现 ” 。现 已 发现 许多其 他娄 型的 人娄 细胞 也存 在着这 种现象 ． ： 如 表皮 角质细胞 、 平滑肌 细胞 、 晶状 体细胞 、 神经胶质 细胞、 内皮细
胞 、 巴细 胞 以 及 肾上 腺皮 质 细 胞 淋
真 核生物 中都检 测到了端粒酶 的活性 。
端粒酶 属于逆转 录酶 ， 是棱 糖核蛋 白复台体 ， 主要 成丹 是 ＲＮ 和 蛋 白质 ． 有 引物 特 异 识别 位 点 ， 以 自身 的 Ａ 含 能
端垃和端粒酶是近年来生命科学研 究的热． 端粒随细 氨。 胞的分裂进行性缩 短 ， 胞的衰老过 程也就 开始启动了。端 细 粒酶活性和端粒长度 应正相 关 ， 间接地 影响了细胞的衰老过 程 。而端粒酶 的活化使一些细胞 获得 无限增殖 的能力 ． 在永
端粒端粒酶研究进展
端粒端粒酶研究进展端粒是染色体末端的一段DNA序列，它起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于染色体在每次细胞分裂时会缩短一段，当端粒长度过短时，染色体会发生异常，并最终导致细胞老化和死亡。
端粒酶则是一种重要的酶，它能够补充并保持端粒的长度稳定。
近年来，对于端粒和端粒酶的研究取得了许多重要的进展。
首先，科学家们对于端粒和端粒酶的结构和功能进行了深入的研究。
端粒由重复的TTAGGG序列组成，这些序列会通过端粒酶的作用被补充。
端粒酶主要由两个亚基组成：一个叫做端粒酶反转录酶TERT，另外一个则是端粒酶RNA（TERC）。
TERT具有酶的活性，而TERC则是TERT的模板，用于合成新的端粒DNA。
端粒酶通过不断循环地合成新的端粒DNA来补充端粒的长度，从而延长染色体的寿命。
其次，研究表明端粒和端粒酶在癌症中具有重要的作用。
在正常细胞中，端粒的长度会随着细胞的分裂而缩短，从而限制了细胞的生命周期。
然而，在肿瘤细胞中，端粒酶的活性会显著增加，导致细胞端粒的长度不断维持，并且细胞可以无限制地分裂。
这种增强的端粒酶活性对于肿瘤细胞的免疫逃逸、增殖和转移等方面起着重要的作用。
因此，端粒酶已成为癌症治疗的一个重要靶点，研究人员已经开始开发端粒酶抑制剂，以抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，最近的研究发现，端粒和端粒酶在衰老过程中也发挥了重要的作用。
随着年龄的增长，端粒长度会逐渐缩短，从而引发细胞衰老和组织功能下降。
研究人员尝试通过增强端粒酶的活性来抑制细胞衰老，以延长寿命和改善老年病的发生率。
实验证据显示，通过增加端粒酶的表达或给予端粒酶活性的药物可以有效地抑制细胞衰老。
这些发现为老年病的治疗和延长寿命提供了新的研究方向。
总之，端粒和端粒酶在细胞衰老、癌症等疾病方面的研究进展迅速。
研究人员们对于端粒和端粒酶的结构和功能有了更深入的了解，并且逐渐揭示了它们在疾病中的重要作用。
未来的研究将继续深入探究端粒和端粒酶的调控机制，并开发出更具针对性的治疗手段，为人类健康的维护做出更大的贡献。
端粒和端粒酶结构与作用的研究进展
选择已有 的确定点，并且布设一条长度确定的全站仪高程 与管理 ，２０１８（０２）：１８６－１８７．
闭合 的路线，并且需要联测所有的 ＧＰＳ网之中的 “点”。
根据国家在测量的精准度方面的四等水准要求 ，必须要利 作者简介 邓勋 （１９８７－），男，汉族 ，湖南省安化县，助理工程师
用垂直角 中丝法来每部分往返三次 的进 行测 回。经过实际 本科 ，研究方向：测量。
机通常会选用 四五台南方的 ９６００北极星 ＧＰＳ。机器 的标准 明相较于其他测量 的方式，在进行矿山的测量工作 中，通
称精度是平面少于或者多于 ５ｍｍ＋ｌＯ咱以内。高程是 多于或 过对矿山地面控制的测量的结果表明，更加适合测量 的方
者少于 ｌＯｍｍ＋ｌＯ 以内，通常采用静态测量 的模式来作业， 法就是 ＧＰＳ结合全站仪 。ＧＰＳ技术与全站仪 的有机结合 ，
２
信 息记 录材料 ２ ０１ ８年 ８月 第 １ ９卷第 ８期
数 目和长度 因物种而异 ，人类端粒主要 由 ５’一（ＴＴＡＧＧＧ） 方案 。２０１５年斯坦福大学发表 的一项研究报告给出了新
ｒｒ＿３’重复 ＤＮＡ序列构成 。除少数细胞如生殖细胞 、干细胞 、 的启示：可 以借鉴端粒 酶的有力功能，开发一种可控 的功
的要求 。在进行测量 中，观测量采用无约束平差的方式， 更劳 固，前景更加美好 。
一 般进行二维约束平差的时候，选用 １９５４北京坐标系。
４．３高程测量 ＧＰｓ网
【参 考文献 】
在进行高程测量中 ＧＰＳ技术的应用较为广泛。相对来 ［１］张高兴 ，李忠金 ．ＧＰＳ结合全站仪在矿 山地面控 制测量 中的
信 息记 录材料 ２ ０１ ８年 ８月 第 １ ９卷 第８期
端粒及端粒酶的研究进展
端粒和端粒酶的研究进展
• 端粒和端粒酶简介 • 端粒和端粒酶的研究历史与现状 • 端粒和端粒酶与人类健康 • 端粒和端粒酶的实验研究方法 • 总结与展望
01
端粒和端粒酶简介
端粒的结构和功能
端粒的结构
端粒是由DNA和蛋白质组成的结 构，位于染色体末端，保护染色 体免受损伤和降解。
端粒的功能
端粒的主要功能是维持染色体的 稳定性和完整性，防止染色体融 合和降解，同时参与细胞分裂和 衰老过程。
相关疾病。
端粒和端粒酶的调控机制
03
目前，研究者们正在深入研究端粒和端粒酶的调控机制，以期
更好地理解其在细胞生命活动中的作用。
未来研究方向和展望
01
深入探究端粒和端粒酶的作用机制
未来研究需要进一步深入探究端粒和端粒酶的作用机制，以更好地理解
其在细胞生命活动中的作用。
02
开发基于端粒和端粒酶的治疗方法
未来可以开发基于端粒和端粒酶的治疗方法，用于治疗相关疾病。
03
加强跨学科合作与交流
未来需要加强跨学科合作与交流，促进端粒和端粒酶研究的深入发展。
03
端粒和端粒酶与人类健康
端粒和端粒酶与衰老
端粒与衰老
端粒是染色体末端的保护结构，随着细胞分裂次数的增加，端粒长度逐渐缩短， 导致基因组不稳定和细胞功能异常，最终引发衰老。
端粒酶与衰老
端粒酶是一种维持端粒长度的酶，通过激活端粒酶可以延长端粒长度，从而延缓 衰老过程。
端粒和端粒酶与疾病的关系
端粒与心血管疾病
心血管疾病患者中，端粒长度缩短与动脉粥样硬化、心肌梗死等 疾病的发病风险增加相关。
端粒与癌症
端粒酶的异常激活可以导致细胞无限增殖，形成肿瘤，因此与癌症 的发生和发展密切相关。
端粒及端粒酶的研究进展
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端粒酶应用的展望
肿瘤的诊断 :研究结果表明,85%的
恶性肿瘤组织端粒酶活性均呈阳性,而癌旁 组织的阳性率仅有4%。因此端粒酶活性可 以作为肿瘤诊断的指标之一。可以用许多 材料来检测端粒酶的活性,不必采用手术取 样,因此简单易行,操作方便。且端粒酶活性 水平还可以区分肿瘤的恶性程度,从而选择 恰当的治疗方法。
端粒及端粒酶 研究进展
——王振
宇
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端粒和端粒酶的概述
2009年，美国的三位科学家Elizabeth H· Blackburn、Carol W· Greider和Jack W· Szostak发表了题为“端粒和端粒酶是 如何保护染色体的”而共同获得诺贝尔生 理学或医学奖。也是从这一重大研究成果 开始，端粒和端粒酶的研究为人类衰老和 肿瘤带来了福音。
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端粒和端粒酶
端粒酶的结构: 一般认为端粒酶由端粒 酶RNA(TR)、端粒酶相关蛋白和端粒酶催 化亚基(TERT)3部分组成。许多物种的TR 已经被成功克隆,如纤毛虫、酵母、人和鼠 等。
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端粒的功能:
1.保护染色体末端 真核生物的端粒DNA-蛋白复合物，如帽 子一般，保护染色体末端免于被化学修饰或 被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端 粒进行进一步延伸的作用。改变端粒酶的模 板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰 老和死亡。
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端粒的功能:
3.决定细胞的寿命
染色体复制的上述特点决定了细胞分裂 的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的 寿命，故而被称为“生命的时钟”。
端粒研究进展
端粒、端粒酶与肿瘤端粒（telomere）、端粒酶（telomerase）与肿瘤的关系是近年来受到国际医学界高度重视的研究热点。
肿瘤细胞尤其是恶性肿瘤细胞常常因获得永生性（immotality）而具有了无限制增殖能力，而肿瘤细胞无限增殖能力的维持则依赖于端粒酶的激活及端粒的稳定。
大量的研究表明，在各种类型的恶性肿瘤中几乎都发现有端粒酶的异常高表达。
1 端粒端粒实质上即真核生物染色体末端的特殊结构，由一段串联重复的富含鸟嘌呤碱基DNA序列及相关蛋白组成。
端粒的重复长度在各物种并不相同，如人类为5～20kb，大鼠为20～100kb，小鼠为100～150kb。
端粒一方面具有稳定染色体末端、防止染色体的异常重组、端-端融合及染色体丢失等作用，另一方面端粒长度维持在一定范围之内又是细胞有丝分裂正常进行的保证。
染色体DNA在沿着5′-3′方向复制过程中，由于DNA聚合酶不能进行全长复制酶的催化活性单位。
1.1 人类酶端粒酶RNA端粒酶RNA为端粒酶的主体结构，含有编码端粒的模板区、端粒酶蛋白结合区等。
hTR 长约450个碱基，模板区序列为5′-CUA ACC CUA AC-3′，逆转录合成人端粒TTAGGG重复结构。
端粒酶RNA不能激活端粒酶，也就是说端粒酶RNA不能调节端粒酶活性。
1.2 端粒酶相关蛋白最近，在哺乳动物小鼠和人端粒酶中分离出端粒酶相关蛋白，并克隆了编码TP1的基因（40）。
TP1蛋白在近N端区与四膜虫的P80有许多相同氨基酸序列，说明TP1存在保守区：在近中间区，有一个A TP/GTP结合位点；在近C端区，有一个WD-40重复序列，WD-40重复序列是已知存在一类称WD-40家庭蛋白中，是一个具有蛋白结合功能的重要结构，提示TP1可能与其它蛋白结合（如：端粒蛋白），帮助端粒酶更好地发挥合成端粒功能。
TP1与端粒酶活性的关系，目前还不很清楚，在检测一些端粒酶阳性的肿瘤细胞和端粒酶阴性的正常组织的TP1mRNA，显示无明显差异。
端粒及端粒酶的研究进展
综述文章编号：１００９－０００２（２００７）０４－０６６７－０３端粒及端粒酶的研究进展杨平勋，黄君健军事医学科学院生物工程研究所，北京１００８５０［摘要］端粒是真核细胞染色体末端的特有结构，是由端粒结合蛋白和一段重复序列的端粒ＤＮＡ组成的一个高度精密的复合体，在维持染色体末端稳定性，避免染色体被核酸酶降解等方面起着重要的作用。
端粒的长度、结构及组织形式受多种端粒结合因子的调控。
由于端粒的重要性，在哺乳动物细胞里，端粒的长度或端粒结构变化与癌症发生及细胞衰老有密切的关系。
由于末端复制问题的存在，随着细胞分裂次数的增加，端粒不断缩短，细胞不可避免的走向衰老或凋亡。
由于在细胞分裂过程中端粒长度的不断缩短与细胞分裂代数增加具有相关性，即端粒长度反应了细胞的分裂次数，因此有人将端粒形象的比喻为生物时钟。
在９０％的癌细胞中，端粒酶被重新激活，以此来维持端粒的长度，使细胞走向永生化。
简要综述了端粒、端粒酶及端粒酶结合蛋白的最新研究进展。
［关键词］端粒；端粒酶；端粒结合蛋白［中图分类号］Ｑ２６［文献标识码］ＡＡｄｖａｎｃｅｓｏｆＴｅｌｏｍｅｒｅａｎｄＴｅｌｏｍｅｒａｓｅＹＡＮＧＰｉｎｇ－ｘｕｎ，ＨＵＡＮＧＪｕｎ－ｊｉａｎＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８５０，Ｃｈｉｎａ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｅｌｏｍｅｒｅｓａｒｅｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｎｕｃｌｅｏｐｒｏｔｅｉｎｃｏｍｐｌｅｘｅｓａｔｔｈｅｅｎｄｓｏｆｌｉｎｅａｒｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ，ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｍｕｌｔｉ－ｋｉｌｏ－ｂａｓｅｌｏｎｇａｒｒａｙｓｏｆｄｏｕｂｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄＴＴＡＧＧＧｒｅｐｅａｔｓ，ａｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄｏｖｅｒｈａｎｇｏｆｔｈｅ３＇Ｇ－ｓｔｒａｎｄ，ａｎｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏ－ｔｅｉｎｓ．Ｉｔｐｒｏｔｅｃｔｓｔｈｅｅｎｄｓｏｆｌｉｎｅａｒｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ．Ｔｅｌｏｍｅｒｅｌｅｎｇｔｈ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｒｅｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙｌｏｔｓｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｓ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｅｌｏｍｅｒｅｓ＇ｌｅｎｇｔｈｏｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃａｎｃａｕｓｅｃｅｌｌｓｔｏｅｎｔｅｒｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅｏｒａｐｏｐｔｏｓｉｓ．Ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｔｅｌｏｍｅｒｅｓ，ａｎｄｍｏｓｔｏｆｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｈａｖｅｔｅｌｏｍｅｒａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｏ，ｉｔｃａｎｂｅａｔａｒｇｅｔｆｏｒｃｕｒｅｃａｎｃｅｒ．Ｔｈｅｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｅｌｏｍｅｒｅ，ｔｅｌｏｍｅｒａｓｅａｎｄｉｔｓｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓｆｕｎｃｔｉｏｎｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｔｅｌｏｍｅｒｅUｔｅｌｏｍｅｒａｓｅUｔｅｌｏｍｅｒｅ－ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ端粒的发现应归功于２０世纪３０年代２位遗传学家芭芭拉・麦克林托克和赫尔曼・穆勒的观察结果。
端粒、端粒酶研究及应用进展
身 ＲＮ Ａ为模 板 通过 逆转 录 而合成 的 ， 端粒 酶通 过 在染色 体末
端添加 端粒序 列 ， 从而使 端粒 能够 固定 在某个 特定 长度 ＿ ７ ＿ 。人 端粒酶包括 ３个重要部分 ， 即人端 粒酶 Ｒ Ａ（ ｕ ｎｔｌｍ ｒｓ Ｎ ｈ ｍａ ｏ ｅａｅ ｅ Ｒ Ａ， Ｔ Ｒ Ａ 、 端 粒 酶相关 蛋 白和人 端 粒酶 催 化 亚单 位 。 Ｎ ｈ Ｒ Ｎ ）人 端粒 酶 长度 在人 类 各种 细胞 中差别 很大 ， ａ ｏｙ等 ［发 现端 Ｇ ｖｒ ８ １
融合及 序列缩短等异 常 ， 而这些异常又 可能受端粒酶 的调控 。
１ 端 粒 、端粒 酶 的发 现
上 世 纪初 ， 名遗 传 学家 Ｍｃ ｌ ｔｃ 【与 ＭｕｌｒＨ ｔ发 著 Ｃｉ ｏｋＢ】 ｎ Ｊ ｌ Ｊｔ ｅ ２
端 粒酶属 于逆转 录酶 ， 端粒 的核 糖核酸 酶就是端 粒酶 以 自
年代 ， ａｆｃ 究发 现 ： 过体外 培养 的正 常人 成纤 细胞 的 Ｈｙｉ ｌ ｋ研 经
复制过 程并非 细胞 的死 亡过程 ， 只是细胞 群 中的大部分 细胞 而
在经历 了数次 分裂增殖 后停滞 在了某 个特定状态 ， 仅是基 因 仅
粒酶 ３ 末端 残基 至少要 求存在 ３个核苷 酸片 断 ， 才能保 持整 个端 粒酶 的活性 。纯 化端 粒酶 全酶可 知人 类端 粒 酶复合 物 的
逐渐 变短 。基 于 以上末 端复制 特点 ， 端粒会 随着细胞 分裂逐 渐 缩短 ， 每分 裂 １ 次缩短 ５ ０～ １０ｈ ， ０ ｐ 端粒缩 短到其临 界长度时 ， 就会 导致细胞 衰老甚 至死亡 。因此 ， 正常真 核细胞 的端粒 可被
称 作 “ 命 之 钟 ”Ｉ 生 ６ １ 。
现： 染色体 的稳定性 和完整性是 由染色体 的末端来 维持 的。基 于此 发现 ， ｌ ｒＨ 将 其命 名 为 “ｅｏ ｅｅ ， 定 义来 源于 希 Ｍｕｌ Ｊ ｅ ｔｌｍ ｒ” 此
端粒及端粒酶研究的新进展
端粒及端粒酶研究的新进展山东医科大学附属医院肿瘤中心血液病研究室(济 南 250012) 马道新 刘春生综述 提要 端粒是染色体末端高度保守的重复核苷酸序列,对染色体具有保护作用,随着细胞分裂的不断进行,端粒逐渐缩短,减少到一定程度,细胞就趋向衰亡,被认为是细胞有丝分裂的“生物钟”。
端粒酶是影响端粒长度的主要因素,以其R N A为模板,向端粒末端添加(T T AG GG)n序列,使端粒延长,从而延长细胞的寿命甚至使其永生。
端粒酶的功能区主要在hT R的44-203核苷酸区,3p和10p上存在着编码调整端粒酶的基因,Estl可能是端粒末端结合蛋白,是端粒酶的识别位点。
正常情况下,此酶活性较低或无活性,但在干细胞、永生型细胞或肿瘤细胞此酶活性较强。
端粒酶的活性主要与细胞分裂速度、细胞周期因素及细胞分化程度有关,细胞分化程度低、细胞增生活跃及肿瘤细胞在S期时活性较高。
在恶性肿瘤中端粒酶活性较高,但在良性肿瘤和非肿瘤中活性较低,因而可利用T R AP技术对端粒酶活性进行检测来进行肿瘤诊断及良恶性鉴别。
同时可利用端粒酶抑制剂能抑制端粒酶的活性,缩短端粒,使恶化细胞良转,达到治疗肿瘤的作用,而且还可利用检测端粒酶作为治疗效果好坏的指标。
端粒及端粒酶的概念端粒是真核细胞线形染色体末端的一种特殊结构,由端粒DNA和端粒蛋白质组成,其端粒DNA是富含G的高度保守的重复核苷酸序列。
不同物种的端粒DNA序列并不一致,人和其它哺乳动物的端粒DNA序列由5′→3′方向的(T TAGGG)n反复串联组成,在人类大约有2～15kb,是非结构基因,不具有编码蛋白质的功能。
端粒DNA的3′末端较5′末端伸出12～16bp的一段,而且弯回呈帽状保护着染色体,防止其断裂、重组或降解,并促进核膜粘着以及减数分裂时生殖细胞的配对。
单一端粒的缺失能导致染色体的不稳定性和姐妹染色体或/和别的染色体形成末端-末端融合,在减数分裂的后期形成双着丝粒或环状着丝粒的染色体以及其它类型畸变。
端粒＼端粒酶研究及应用进展
端粒＼端粒酶研究及应用进展端粒、端粒酶在维持生命遗传信息稳定、调控细胞生命周期中具有重要作用，端粒酶通过维持端粒的长度，使细胞永生化，为抗衰老提供了光明前景，同时也为肿瘤治疗提供了新的希望。
研究端粒、端粒酶在肿瘤监测中的作用及研发端粒酶抑制剂作为治疗肿瘤的创新药物已成为近年医学研究的热点。
本研究通过查阅相关文献，对端粒、端粒酶研究及应用进展做一综述。
标签：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老端粒及端粒酶的研究已成为近年医学领域研究的热点。
这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及端粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及遗传性疾病密切相关。
在这些疾病中端粒可表现出缺失、融合及序列缩短等异常，而这些异常又可能受端粒酶的调控。
1端粒、端粒酶的发现上世纪初，著名遗传学家McClintock B[1]与Muller HJ[2]发现：染色体的稳定性和完整性是由染色体的末端来维持的。
基于此发现，Muller HJ将其命名为“telomere”，此定义来源于希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）的组合。
20世纪60年代，Hayflick研究发现：经过体外培养的正常人成纤细胞的复制过程并非细胞的死亡过程，而只是细胞群中的大部分细胞在经历了数次分裂增殖后停滞在了某个特定状态，仅仅是基因表达方式发生了某些改变，细胞群大部分细胞仍保持其代谢活性，由此，Hayflick在世界上首次提出了细胞衰老的表征：即细胞在一定条件下的“有限复制力”。
同时Hayflick还提出了一个大胆的猜测，即细胞内存在某种控制细胞分裂次数的控制器，类似于我们使用的“时钟”。
为验证自己的猜想，Hayflick做了大量的细胞核移植实验验证了自己的猜想，并发现这种“钟”位于细胞核染色体的末端，于是将其命名为端粒[3]。
20世纪80年代，CW Greider和EH Blackburn 2位科学家在四膜虫的提取物中加入1段单链的末端寡聚核苷酸后，发现端粒的长度增加了，这表明的确存在一种可使端粒延长的酶，根据其特点命名为“端粒酶”（telomerase）[4]。
端粒与端粒酶
端粒酶结合蛋白（TEP
）
TEP1、生存动力神经细胞基因(SMN) 产物、
、
PinX1、 Est1p 和Est3p
端粒酶是在染色体末端不断合成端粒序 列的酶，它可以维持端粒的长度，维持细胞 增殖潜能。端粒酶以自身RNA为模板合成端 粒酶重复序列，具有逆转录酶活性，它的活 性不依赖于DNA聚合酶，对RNA酶、蛋白酶 和高温均敏感。端粒酶活性表达能稳定端粒 的长度，抑制细胞的衰老，在生殖细胞和干 细胞中可检测到高水平的端粒酶活性。
㈠ 端粒酶的结构 端粒酶在结构上为一核糖核蛋白复合体,由RNA 和 结合的蛋白质组成,是RNA依赖的DNA 聚合酶。它是一种 特殊的能合成端粒DNA的酶,通过明显的模板依赖方式每 次添加一个核苷酸。
端粒酶实质上是一种特殊的逆转录酶
端粒酶RNA(hTR)
端粒酶逆转录酶（TERT）
端粒酶结合蛋白（TEP）
端粒酶延长端粒长度以减慢细胞衰老最早 的 证 据 来 自 Bodnar 等 的 研 究 ， 1 9 9 8 年 其 在 Science上刊文报道：将人的端粒酶基因导入 端粒酶阴性的正常人体细胞中激活其表达并培 养细胞，然后与未导入该基因的细胞比较，发 现前者端粒明显增长，细胞分裂旺盛，细胞寿 命比后者大大延长，更令人关注的是细胞并无 肿瘤样改变。
端粒
染色体
细胞分裂
端粒
细胞分裂
细胞将停止分裂而趋于老化
端粒：是真核细胞线性染色体末端特殊结构。
由端粒DNA和端粒相关蛋白组成。 端粒DNA：为不含功能基因的简单、高度重复序列, 在生物进化过程中具有高度保守性。
不同物种的端粒DNA 序列存在差异。
人类及其它脊椎动物染色体端粒的结构是 5′TTAGGG3′的重复序列, 长约15kb。体细胞的端粒有 限长度（telomere restriction fragments TRFS）大多数 明显短于生殖细胞，青年人的TRFs又显著长于年长 者，提示TRFs随着细胞分裂或衰老，在不断变短， 主要是由于DNA聚合酶不能完成复制成线性DNA末 端所致。
端粒和端粒酶的研究进展
3
端粒长度和端粒酶活性与多种疾病（如癌症、衰 老相关疾病等）的发生和发展密切相关。
03 端粒酶的类型、分布及调 控机制
端粒酶的类型与分布
端粒酶的类型
根据结构和功能不同，端粒酶主要分为两种类型，即端粒酶逆 转录酶（TERT）和端粒酶RNA（TERC）。其中，TERT具有催 化活性，而TERC则作为模板参与端粒DNA的合成。
基因组学和转录组学分析
通过基因组学和转录组学技术，全面分析端粒和端粒酶相关基因在 细胞中的表达谱和调控网络。
06 展望与未来研究方向
端粒和端粒酶研究的挑战与机遇
挑战
端粒和端粒酶的研究仍面临许多技术 上的挑战，如难以在体内直接观测端 粒长度和端粒酶活性，以及缺乏特异 性高的端粒酶抑制剂等。
机遇
随着基因编辑、高通量测序等新技术的 发展，端粒和端粒酶的研究将迎来新的 机遇，有望更深入地揭示其在细胞衰老 、肿瘤发生等领域的作用机制。
端粒和端粒酶在肿瘤发生和发展中扮演重要 角色，因此针对端粒和端粒酶的靶向药物研 发有望为肿瘤治疗提供新的策略和方法。
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端粒酶在肿瘤细胞中的活性
02 端粒酶在多数肿瘤细胞中被重新激活，以维持端粒长
度，促进肿瘤细胞的无限增殖。
端粒酶抑制剂与肿瘤治疗
03
针对端粒酶的抑制剂已成为潜在的肿瘤治疗策略，通
过抑制端粒酶活性来诱导肿瘤细胞衰老或凋亡。
端粒和端粒酶在衰老相关疾病中的作用
01
端粒缩短与衰老
端粒缩短被认为是衰老的生物标 志物之一，与多种衰老相关疾病 的发生发展密切相关。
03
疗也具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势
端粒、端粒酶研究及应用进展
端粒、端粒酶研究及应用进展
韦伟
【期刊名称】《资源节约与环保》
【年(卷),期】2016(000)010
【摘要】端粒、端粒酶是一种与人体的肿瘤的预防和治疗、人体衰老有关的重要物质.因此端粒和端粒酶的研究成为当前医学界和生物科学界的一项非常有意义和价值的课题.目前,相比起国外来,我国的端粒和端粒酶的研究还处于比较落后的阶段,在这样的形势下研究其它发达国家的端粒和端粒酶的研究现状无疑对于我国端粒和端粒酶的研究开展和进行就是一件有价值和意义的事.而这正是本文研究和探讨的目的.本文作者希望通过本次研究,能够让我国的学者和研究者对国际上端粒和端粒酶研究现状加深认识,获得最新的信息,为我国的相关研究提供一些帮助.
【总页数】1页(P161)
【作者】韦伟
【作者单位】西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室西华师范大学生命科学学院四川南充637009
【正文语种】中文
【相关文献】
1.端粒、端粒酶、端粒酶抑制剂与消化系统肿瘤的研究进展 [J], 许兰涛;孙延庆;张玉萍
2.端粒酶活性调节机制与端粒酶抑制剂研究进展 [J], 何国平;税青林
3.端粒酶及端粒酶催化亚基对膀胱癌及腺性膀胱炎诊断的研究进展 [J], 沈思
4.端粒、端粒酶研究及应用进展 [J], 朱军;丁建强;冯云
5.端粒酶和端粒酶抑制剂研究进展 [J], 葛晶
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关键词：端 粒 ；端 粒 酶 ；研 究 现 状 ；未 来 展 望
疗和延缓衰老。
了 TC除A些B1以蛋外白Y具来有自以于前美未国知斯的坦功福大能学。这医些学新院的的发研现究对人于员以还后确的定
端 粒 酶 成 分 的 确 定 和 端 粒 酶 的 制 造 ，端 粒 酶 活 性 珠 激 活 和 抵 制 药
需要着重研究端粒与肿瘤的关系。了解是什么原因激活了癌细胞
的 端 粒 酶 ，导 致 了 在 正 常 人 体 细 胞 中 产 生 了 端 粒 酶 活 性衰 老 ，抗 癌 的 药 品 。 3.2端粒与肿瘤的关系
端 粒 酶 的 结 构 和 成 份 ，并 了 解 如 何 制 造 和 激 活 它 的 活 性 ，而这将
众 所 周 知 ，恶性肿瘤细胞中具有较高活性的端粒酶，它能维
有助于医学界制造出抑制和激活端粒酶的药物，帮助癌症患者治 持癌细胞端粒的长度，使其无限制扩增。因此下一阶段的研究还
典现卡:端罗粒斯酶卡逆大转学录等酶组T成ER的T国与际端科粒研长小度组及又功发能现有了关新，T成E果RT，在他癌们症发
发 展 中 具 有 关 键 作 用 ，这 一 研 究 虽 然 未 能 查 明 其 具 体 机 制 ，但是
经 过 这 一 步 的 发 现 ，该 研 究 结 果 有 望 成 为 抑 制 癌 细 胞 新 靶 点 。我
科技论文与案例交流
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端 粒 、端粒酶研究及应用进展
韦伟 (西 华 师 范 大 学 西 南 野 生 动 植 物 资 源 保 护 教 育 部 重 点 实 验 室 西 华 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院 四 川 南 充 637009)
摘 要 ：端 粒 、端 粒 酶 是 一 种 与 人 体 的 肿 瘤 的 预 防 和
在我国另一名研究者北京大学的张波教授是研究端粒的结
构 与 其 生 物 学 功 能 的 关 系 一 个 这 方 面 的 专 家 ，他 经 过 长 期 研 究 发
现 端
端粒的结构对端粒 粒中心体的一种蛋
酶白质基因因子具T有E调IF节。这作三用研，这究种结调果节证作明用对来于源后来于
的相关药品的研制很有价值。另 外 ，近两年来我国山东大学和瑞
的确切联系和相互之间的关系。因此这一课题在未来必定会成为
端 粒 ，端粒酶研究及应用研究的主要课题之一。 3.4端粒及端粒酶的检测方法
治 理
的帮助。理解如何操纵这一“关闭”开关— 进而延缓端粒变短的
端粒及端粒酶的活性水平与正常细胞生长调控及恶性肿瘤
过程,可以为治疗衰老性疾病带来新方法，比如，在生命晚期再造 形成机制密切相关。但 在 目 前 ，如何通过测定端粒的长短以及端
如果能搞清这个问题，将是人为攻克癌症的一大发现。 3.3端粒与心血管疾病
生 态
物的制造都是非常有意义的。
相关研究说明心血管疾病中的端粒缩短可能是冠心病、心血 环
另外还有来自于美国索尔克生物研究所的科研人员发现了 管疾病的致病因素之一。但是至今科学家们仍没有发现两者之间 境
可 以 控 制 端 粒 酶 关 闭 的 开 关 。研 究 者 发 现 的 这 个 “关 闭 ”开关可能 有助于让端粒酶的活跃度低于这一限度。这一开关的发现明显有 助于研究者进一步发现如何激活和抑制端粒酶的活性具有很大
粒 、端粒酶的工作原理和应用研究方面都取得了很大的突破，成 绩 是 优 秀 的 ，成 果 是 骄 人 的 。但 是 还 是 存 在 着 许 多 的 不 足 ，我个人 认为在今后的研究过程过中还需要继续对以下方面进行研究： 3.1端粒酶的成分和结构
只 有 提 示 了 端 粒 酶 的 成 分 和 结 构 ，才 能 明 白 端 粒 是 如 何 控 制
国的这些研究成果都具有很强的创新意义和价值，与国外发达国
家的研究比起来，距离已经相差无几。
3 未来的研究方向
1 国外目前的研究方向和结果
综 上 所 述 ，可 以看出， 目前无论是在国际上还是在国内，端
自 2009年 美 国 的 三 位 科 学 家 发 现 了 “端粒和端粒酶是如何
保 护 染 色 体 的 ”的 原 理 之 后 ，世 界 上 的 科 学 家 们 纷 纷 开 始 研 究 如 何将这一原则应用到医学中去。现 在 ，国内外端粒和端粒酶的应 用研究主要集中在妇产科学、基 础 医 学 、心 血 管 疾 病 、泌 尿 科 学 、 外 科 学 等 方 向 ，其 中 端 粒 酶 与 肿 瘤 形 成 之 间 的 关 系 的 研 究 、延长
治 疗 、人 体 衰 老 有 关 的 重 要 物 质 。 因 此 端 粒 和 端 粒 酶 的 研 究成为当前医学界和生物科学界的一项非常有意义和价 值 的 课 题 。目 前 ，相 比 起 国 外 来 ，我 国 的 端 粒 和 端 粒 酶 的 研 究 还 处 于 比 较 落 后 的 阶 段 ，在 这 样 的 形 势 下 研 究 其 它 发 达 国家的端粒和端粒酶的研究现状无疑对于我国端粒和端 粒 酶 的 研 究 开 展 和 进 行 就 是 一 件 有 价 值 和 意 义 的 事 。而这
重要的人体器官。
粒酶的活性水平还是端粒及端粒酶应用研究领域的另一大课题。
2 国内目前的研究方向和成果
所以在未来更简单更廉价的检测方法也是端粒及端粒酶应用研 究的主要课题之一。
在 我 国 ，对端粒和端粒酶的研究起步较晚，目前大部分的研 3.5端粒、端粒酶与遗传病的关系
究都远远落后于西方发达国家。目前我国的端粒和端粒酶的研究
人类寿命和抗癌方面的研究就占应用研究的总数的一半以上。
细 胞 的 生 长 和 自 我 复 制 的 ，而 只 有 也 解 了 这 一 点 ，才 能 在 应 用 研
最 近几年，一些美国科学家经过研究发现了一种功能极似端 粒 酶 的 蛋 白 质 ，这 一 类 蛋 白 蛋 的 发 现 能 够 帮 助 科 学 家 进 一 步 发 现