端粒与细胞衰老及皮肤老化

端粒与细胞衰老及皮肤老化

【摘要】端粒是现代生物学研究的热点，端粒封闭了染色体的末端维持了染色体的稳定性，端粒的缺失与细胞的衰老有密切关系。

人类皮肤老化分为内源性和外源性，而端粒在皮肤老化过程中

在很大程度上控制了内源性老化，细胞多次分裂造成端粒进行

性缩短是根本原因。暴露与日光的皮肤紫外线辐射损伤DNA，

加速端粒缩短。通过研究对相关过程进行干预可能会产生积极

影响。

【关键词】端粒；端粒酶；细胞衰老；皮肤老化

端粒的结构和功能（稳定性）

端粒又称“有丝分裂钟”，染色体端粒是位于真核细胞染色体末端一种特殊结构，由端粒DNA和端粒蛋白组成，端粒DNA 是富含G的高度保守的重复核苷酸序列。人的端粒DNA重复序列是5’-TTAGGG-3’，长度达15kb，不具备编码蛋白质的功能；端粒DNA的3’末端较5’末端长12-16bp，伸出并弯曲呈帽状结构保护着染色体，虽不含功能基因，但如果没有这些类似染色体的“帽子”结构的端粒，染色体之间就会出现端-端融合、降解、染色体丢失等变化。这些变化威胁着染色体的正确复制，所以端粒具有维持染色体结构稳定性和完整性的功能。

端粒的长度取决于细胞分裂的次数与端粒酶活性之间的平衡。

端粒在分裂过程中不能为DNA聚合酶完全复制，因而随着细胞分裂的不断进行而逐渐缩短，由此限制了细胞的分裂次数，因而称

“有丝分裂钟”。端粒酶是一种核糖核酸酶，可作为逆转录酶利用自身内在的RNA为模板合成（’5TTAGGC3’）重复序列并将其加到正在复制的染色体端粒的3’末端上。人的端粒酶包括3个主要部分，即人端粒酶hTR、端粒酶相关蛋白TPl、人端粒酶催化亚单位hTRT，端粒酶的活性与hTRT的表达相关，与TPl、hRT无关。经研究证实85%——90%人体肿瘤均能检测到端粒酶活性，而正常人组织除了早期的胚胎细胞、干细胞、生殖细胞、少数正常增生活跃组织如皮肤基底层、毛囊等，几乎检测不到端粒酶活性。

端粒酶在细胞衰老过程中的作用主要表现在两个方面：一是，大多数正常人的体细胞缺乏hTRT而没有端粒酶活性，使的细胞的端粒组建缩短而最终衰老。二是，hTRT在正常二倍体细胞中表达使其传代次数大大增加而没有癌化特征。端粒酶具有逆转录活性，依靠蛋白质成分结合到端粒DNA上，以自身的RNA分子作为木模板合成端粒DNA，使端粒延长。一般而言，正常体细胞不具端粒酶活性，细胞经过多次分裂后，端粒逐渐缩短，但如果缩短了的端粒某种方式激活了端粒酶，使其能够以自身的模板合成端粒DNA，并加到染色体两侧的末端上弥补端粒的损耗，维持染色体稳定性和完整性，使细胞免于衰亡而获得生存，发展成为永生细胞。因而，适当在人体中激活端粒酶活性克延长细胞生命并有抗衰老作用。

然而皮肤老化，目前有两种理论：一种是由基因决定预先设定

的进程，主要认为染色体末端端粒的长度在每个细胞周期均缩短，当达到一定程度时，细胞周期就会停滞或凋亡。另一中是老化是基于环境的累积性损伤，，坏境因紫外线辐射可以损伤DNA和端粒，诱导活性氧簇ROS产生而诱发细胞衰老DNA是紫外线诱导细胞损伤的主要目标，一方面，紫外线直接造成DNA 生成嘧啶二聚体；另一方面，紫外线诱导的ROS可发挥间接作用，ROS 促进端粒缩短。

皮肤老化的内源性主要依赖与多次细胞分裂过程中端粒的进行性缩短，而光老化则还加上皮肤暴露于紫外线辐射的结果。端粒悬浮重复序列TTAGGG三分之一是双胸腺嘧啶（TT），二分之一是鸟苷酸残基。紫外线使DNA通常在TT处生成嘧啶二聚体，细胞代谢或ROS所致的DNA氧化损伤通常发生于鸟嘌呤残基，因此暴露与紫外线和氧化损伤对端粒造成广泛损伤，端粒3’末端TTAGGG单链悬突暴露，激活共同的细胞内信号通路，启动SOS 样反应，导致细胞凋亡或增值衰老，阻止其癌变。

通过多项研究表明，紫外线暴露、DNA氧化损伤以及细胞进入衰老阶段一样，使端粒环破坏，通过p53途径实现信号传递。这在内源性老化和光老化间交叉重叠的机制解释了两种老化实质的相似的。随着科学发展，对任何一种老化进程采取有效预防和治疗措可能对其他进程产生良性影响。对端粒和端粒酶的深入理解和研究将为皮肤、保健等提供更广阔的的天空。

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