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端粒和衰老之谜
发布时间:2018-01-17 16:51:12    

 长期以来,科学家们一直试图揭开衰老的秘密:为什么生物细胞不能无限分裂下去?到底是什么因素导致细胞再生达到极限?

  
  近些年,在分子生物学领域,全世界的目光都聚焦到了一种新的血液检测方法。通过这个方法可以获取人体生物学年龄、衰老进程的确切信息,并对重大疾病风险及影响做出量化评估,以此提供抗衰干预的科学路径。
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  这一新型的检查方法,检测的是位于人类染色体末端叫做“端粒”的特殊分子结构。
  
  端粒的发现
  
  众所周知,细胞是人体各组织、各器官结构和功能的基石。细胞的生长、衰亡和新生每时每刻都在体内进行着:老迈的细胞死去,新生的细胞又替换更新。这种新陈代谢是我们的身体保持活力、生命得以延续的基础。然而,细胞的新生并不是无穷无尽的,随着分化新细胞的能力越来越弱直至停止,人体组织及器官的衰老与功能退行也就如期而至。长期以来,科学家们一直试图揭开衰老的秘密:为什么生物细胞不能无限分裂下去?到底是什么因素导致细胞再生达到极限?
  
  端粒的发现以及对其功能的研究,在细胞染色体复制的层面,为我们提供了人类衰老之谜的一个有力解答。人类细胞核内共有23对染色体,染色体是是决定我们生老病死的遗传物质。简单地说,端粒就是染色体末端的“保护使者”,保护染色体不被“磨损”掉。也有人将端粒比作鞋带末端的塑料套,一方面保护DNA双螺旋结构所拧成的这条“鞋带”不发生降解,另一方面也可防止染色体相互融合。一旦端粒“磨损”、耗尽, 染色体将无法正常分裂,细胞的更新也就走向终止。端粒的完好程度,强烈地指向细胞分裂潜力的大小:端粒越短表明细胞的再生能力越小,剩余的分裂次数逐步逼近极限,机体组织走向衰老;端粒越长,则意味着细胞的再生活力越强,剩余的分裂次数充裕,机体组织将保持“年轻”。
  
  端粒检测的发展
  
  细胞每分裂一次,端粒就变短一点。最终,端粒会变得很短,以至于细胞不能再继续分裂,从而导致组织及器官进入衰老的状态。学术上认为,端粒是一个人老化速度的最重要和准确的分子指标,它会随着人体生理衰老的恶化而缩短。 多项研究表明,细胞中端粒发生异常的人群更容易罹患癌症、心脏病和老年痴呆症(阿尔兹海默症)等与细胞分化及衰老相关的疾病,甚至会较早死亡。小鼠实验已经证明,对抗端粒异常能够极大地增加小鼠寿命。
  
  2010年前后,全球分子生物学界出现了一场端粒检测应用的技术热潮,一批全球最顶尖的学术大牛相继组建自己的端粒检测技术企业。
  
  由西班牙国家癌症研究中心的Maria Blasco教授创建的Life Length公司,面向医药和生物技术行业提供药物研发以及临床试验相关的测试服务,是全世界最早提供端粒检测服务的机构。其测试样本细胞既可以来自血液,也可以来自组织样本。推向市场的一般检测价格为500欧元(约3700元人民币)。
  
  Life Length公司的生物学年龄检测服务
  
  美国第一家提供端粒检测商业服务的则是SpectraCell Laboratories公司。该公司通过端粒分值来判定端粒的长短。用户可以通过网络在线预订其服务,通过邮寄外周血样,在7-10个工作日内得到检测结果。
  
  位于美国加州的Telome Health公司是端粒研究领域的另一家龙头机构,由 Elizabeth H. Blackburn(2009年她因“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”与Carol W.Greider和Jack W.Szostak共同获得诺贝尔生理学或医学奖)创建。该公司借助端粒以及端粒酶试验的预测能力来评估人的健康状况、疾病风险以及对特定治疗的反应。
  
  Telome Health公司的端粒检测分析
  
  由哈佛医学院著名的遗传学教授George Church创立的TeloMe公司,为用户提供端粒分析无创检测服务。其检测具有浓郁的研究性质,征得用户同意相关的人群衰老数据也会用于哈佛医学院的个人基因组项目。许多参与这个项目的人都是学术领域内的研究人员。TeloMe已发布了他们的第一个直接面向用户的端粒检测试剂盒,利用该试剂盒,用户可以了解到他们自己端粒的状况。
  
  TeloMe公司的端粒检测服务流程
  
  端粒检测的意义
  
  除了阻止染色体互相粘连的作用之外,端粒在防止细胞老化上发挥了必不可少的作用。细胞每分裂一次,端粒就缩短一些。经过很多年和很多代,它们缩短为一点,刺激细胞自杀,或停止分裂,进入一种“功能半退休”状态。随着越来越多的细胞死亡或衰老,组织及器官也就逐渐丧失了其原本功能。作为细胞衰老的最佳生物学标志物,对端粒异常的检测在精准医学的范畴内,具有重大的研究及应用价值:
  
  1. 传统上,生物的寿命及衰老状态只是通过自然感知的方式去模糊地跟踪。针对机体生理年龄评估的端粒检测技术,将打破衰老研究以及抗衰研究的习惯路径,通过对个体衰老进行前所未有的量化、动态检测,人类有史以来第一次建立起“科学评估衰老进程”的技术范式。
  
  2. 抗衰干预,到底对抗的是什么?机体衰亡对于人类而言,如同一个看不见的敌人。我们可以感觉到人体的衰老无时无刻都在降临,可是由于不能扫描到这个敌人的形迹,大家只能被动地接受衰老的糟糕结果。当我们首先能够发现,衰老在染色体复制层面如何一步一步显形,人类将拥有真正建立对抗衰老的医学防线的可能性。
  
  3.各种抗衰干预方案,以及形形色色的抗衰产品,如同抗衰阵地上的大炮和士兵,如何排兵布阵,使用什么阵型组合达到最佳防御效果?借助端粒检测对机体衰老的量化分析,人类的这场抗衰战役才真正脱离“巫术时代”、“小米加步枪的时代”,进入“科学时代”、“飞机坦克的时代”。
  
  端粒检测不等于预测寿命
  
  业内人士谈道,端粒检测不等于预测寿命,端粒检测的另一层意义在于,它会提示某些年龄相关疾病的风险大小,例如阿尔茨海默病(老年痴呆)、恶性肿瘤或者心脏病等等,而非简单预测寿命的工具。 该技术带来的最大好处是,帮助人们真正看见自身机体的衰老状态,指导人们科学对抗衰老。异常缩短的端粒可能意味着特别的健康风险。端粒研究已经再一次证实,戒烟戒酒、减轻压力、控制体重、加强身体锻炼和补充某些特定营养成分(比如欧米伽-3脂肪酸、黄芪提取物)能够有效保护染色体端粒。
  
  目前,面向大众的端粒检测技术正在走向成熟。如何用较低的检测成本,成百上千倍地提高端粒检测精度,同时克服传统检测技术所存在的放射性污染问题,这是端粒检测技术目前面临的挑战。令人鼓舞的是,由中国工程院院士牵头的国内科研团队,克服层层障碍,取得了领跑全球的科研成果。国内在端粒检测技术方面已经可以做到以远低于500欧元的价格,为大众提供更高检测精度、无放射性污染的端粒衰老检测服务。这是一项值得自豪的技术进展!
  
  端粒检测未来之路
  
  端粒检测技术作为精准医疗领域,在基因检测技术之外,迅速崛起的另一项旗帜性技术,因其与抗衰产业的天然联系,其发展成熟无疑具有巨大的科学及商业价值。如何推动中国抗衰行业发展,共同建立起真正科学化的抗衰服务生态圈,使我们走出靠广告炒作,忽悠消费者的低级发展阶段,还需要国内科研人员和相关机构共同努力。

来源: 搜狐    | 作者:    | 责编:吴焓焕    审核:张渊

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