端粒

DNA是细胞内重要的遗传物质，也是细胞运作的重要程式码，而端粒则是染色体俩端的一系列重复蛋白编码。 而我们的细胞透过复制来维持细胞数量，但在每次的复制过程中端粒都会磨损，但重要的DNA仍保持完整 最後细胞会因为端粒太短而无法复制，进入衰老并停止正常运作。因此端粒又可被视为细胞的年龄指标， 端粒除了会随着年龄增长而缩短 ，也会因为压力丶抽菸丶肥胖、缺乏运动或营养不良而缩短 13,254 total views, 1 views today

13,254 total views, 1 views today

  关于作者 伊丽莎白·布莱克本，诺贝尔生理或医学奖获得者，加州大学教授。 艾丽萨·埃佩尔，加州大学教授。   关于本书 这本书说的是衰老的秘密。人到底是怎么变老的？我们到底能不能延缓衰老？你肯定已经听说过各种说法，现在看来，这个端粒理论最靠谱。关于“染色体端粒的长短跟人的寿命有关系”这个理论我几年前就听说了，相关的研究非常多，但是把所有研究综合在一起，给一个系统性的说法，这是第一次。   核心内容 第一，端粒是什么？生活压力和“衰老”有什么关系？ 第二，如何应对生活压力带来的影响？ 第三，生活环境究竟对我们的寿命，准确说是对端粒有什么影响？ 前言 此书第一作者伊丽莎白·布莱克本，她在2009年的时候获得了诺贝尔的生理或医学奖，现在是加州大学旧金山分校教授，她是端粒研究方面的专家，并因此获得了诺贝尔奖。第二作者埃利萨·埃佩尔在同一所大学从事精神病学研究。也就是说，这本书是一本非常前沿、权威和专业的书。那么，这本书到底是在说什么呢？它其实是在告诉我们，“衰老”究竟是怎么一回事？以及应该如何应对“衰老”。 有人统计过，对于大多数人而言五十岁以前的几乎没什么病，但是一过五十岁各种病都来了。而这个时候得病并不是因为运气不好，也不是因为做错了什么事儿，根本原因全身的各个器官都在变老。所以，衰老是一个系统性的过程，你不服不行。可是在这个世界上，好像有人老得比较慢一些，也有人会快一些，比如战国时期的伍子胥就曾经一夜白头。对此，我们一般以为，要么跟基因有关，要么跟环境有关。但这本书就告诉我们，直接影响人衰老进程的是我们身体里一种叫“端粒”的东西，而抗衰老的方法也和端粒相关。接下来我们就通过三个部分，来了解“端粒”和“衰老”。 在第一部分中，我会告诉你， 端粒是什么？以及生活压力和“衰老”的关系； 在第二部分中，我会让你知道，如何应对生活压力带来的影响； 在第三部分中，我会让你明白，生活环境究竟对我们的寿命，准确说是对端粒有什么影响。   第一部分 我们先来说第一部分内容，端粒是什么？ 在分子生物学的角度，人之所以变老，是因为身上的某些细胞不再更新了。有个著名的哲学典故，说从前有一条船，你每天换一个零部件，直到把船的所有部分都替换成新的。那请问，这条船还是原来的船吗？ 人体差不多就是这条船。我们身体的各个地方都有细胞在不断地被更新替换，表面看来人还是这个人，但是细胞都已经换过好多遍了。等于说每隔一段时间，我们几乎就是一个新人。如果能这么一直保持更新，你就不会老。 细胞是通过分裂更新的，问题就在于，有些细胞只能分裂这么多次。一定次数之后，这个细胞就不再更新了，它会失去作用，它对应的组织就会衰老，人就老了。那为什么会有这个分裂次数的限制呢？原理就在于“端粒”。 我们都知道，人体的每个细胞里有23对染色体。染色体包含一个人的完整遗传信息，它是由 DNA 和蛋白质组成。DNA 代表遗传信息编码，是碱基对组成的双螺旋结构。所谓基因，就是染色体上一段一段的 DNA 序列。“端粒”，就是染色体末端的 DNA 序列。 端粒上的 DNA 不参与编码，序列固定不变。你可以把染色体想象成一根鞋带，而端粒就是鞋带的塑料头儿，把鞋带给包起来。也就是说，端粒的作用是在细胞分裂过程中，对 DNA 序列进行保护。每一次细胞分裂都要复制染色体。每次复制染色体的时候，端粒内侧的 DNA 是全面复制，但是端粒那一段的DNA，每次都会少一点。这就是说细胞每分裂一次，端粒就要变短一点。等到端粒短到一定程度之后，它对染色体的保护作用就没有了，染色体就不能正常复制，细胞就不能分裂了。如此说来，人变老的本质原因是端粒变短了。 每个人的端粒变短速度不一样，所以每个人衰老的速度不一样，很多研究都证实了这个判断。也就是说，看一个人老不老不能看出生年龄，得看他端粒的长短。 现在有更进一步研究发现，端粒长度影响你皮肤的老化程度、有多少白头发、心肺功能、骨头情况，而且还影响你的认知能力。连老年痴呆症，都可能是端粒变短导致的。知道这些之后，我们就可以进一步的得出一个结论，为什么有些老人长寿？因为他们的端粒长。 从出生开始，年龄越大的人端粒就越短。75岁的人平均端粒长度达到最短，这也是死亡率最高的年龄。所以我们民间说的“七十三、八十四，阎王不请自己去”是有一定道理的。研究进一步发现，那些活过75岁的人，要么端粒比别人长，要么端粒衰减得比较慢。也就是说，人的衰老程度，其实是和端粒直接相关的。有个13岁的小女孩，满头白发，步履蹒跚，各项生理机能都退化了。这是因为一个特殊基因导致她的端粒失调。所以，虽然她的身份证年龄很小，但她已经是一个老人。这一切都在于端粒。细胞分裂一次，端粒就缩短一点。端粒决定了我们的宿命。 不过布莱克本有个好消息，端粒其实是可以再次变长的。1984年，布莱克本偶然在实验室发现，端粒有时候不但没缩短，反而还变长了一点。布莱克本赶紧寻找端粒增长的机制，很快她的一个学生就分离出来一种酶，他们把它命名为“端粒酶”。 人体中本来就有端粒酶。端粒可以通过端粒酶复制 DNA，从而减缓变短，甚至实现增长。也就是说，只要有充足的端粒酶，细胞就能一直分裂下去。但问题是，人体中端粒酶的活性经常不足。那如果吃点加强端粒酶的药，不就能逆转衰老吗？这样的药的确存在，而且现在有卖的，但是布莱克本警告说，你不应该吃这个药。端粒酶如果过多，某些原本不该继续分裂的细胞也会继续分裂，从而导致癌症。 你看，端粒酶不足，人会变老；端粒酶过多，人会得癌症。所以，现在有人在研究，如何在人工加强端粒酶的情况下，减少癌症的诱发。这当然是科学家的事，而对于我们来说，最直接的问题，就是到底什么东西影响了人体自身自然的端粒酶？为什么有些人的端粒就这么长呢？ 这本书的第二作者埃佩尔，在研究中注意到一个现象，那些长期照顾家里生病的孩子的妈妈们，看上去都老得特别快，看来似乎是生活压力导致了变老。在埃佩尔的建议下，布莱克本测量了这些妈妈的端粒长度。她们找到很多长期照顾患病孩子的妈妈，做了端粒测量，然后她们发现三个事实。 第一，总体来说，一个母亲照顾孩子的时间越长，她的端粒长度就越短。可是也有一些母亲，照顾孩子时间很长，但是端粒似乎也没有缩短太多。这是怎么回事呢？关键在于你“感觉到”自己承担了多大的生活压力。 第二个事实就是，那些感受自己照顾孩子的压力特别大的母亲们，端粒是最短的。 第三，这些感受到压力最大的母亲，她们的端粒酶的活性也是最差的。也就是说，是生存压力让她们老得这么快。这就解释了伍子胥为什么会一夜白头，加速衰老。 到这里，我们这部分的内容就说得差不多了，我们再把逻辑链条梳理一遍。 首先，衰老是因为细胞不再分裂更新了；其次，细胞之所以停止分裂，是因为受到端粒长短的限制——每分裂一次，端粒就会缩短一点；再其次，端粒酶的存在甚至有可能让端粒延长，但是人体的端粒酶的活性会变差，会不够用。最后，感受到生活的压力，会恶化端粒酶，加剧端粒变短，从而加剧衰老。   第二部分 那么，在“抗衰老”这个话题上，问题的关键已经很明显了。就是如何应对生活压力，而这是我们第二部分的主要内容。 我们在第一部分说道，压力感会影响人的健康，导致端粒缩短。但其实，这里说的压力是相对的。比如像李嘉诚这样的人，管理那么大一个商业帝国，他平时的工作和生活压力，肯定要比一个照顾孩子的妈妈大得多。但是我们看，李嘉诚今年90岁了，他的健康和精神状态甚至比很多中年人要好。这里面的关键，不是绝对压力值的多少，而是这些压力给让你产生了什么情绪，如果是负面情绪居多，那就比较麻烦了，它会影响你的健康和衰老程度。短时间的负面情绪，比如生一次气，不会影响端粒。有小情绪很正常，真正影响端粒的是长期的、严重的负面情绪。我们主要说三种。 第一个情绪是“敌意”。书中举了个例子，假设你是一个中年男子，性格比较强势。最近你的工作有点不顺利，身边的人跟你配合得也不是很好，你看哪儿都觉得不对。工作了一天，你带着不满回到家里。妻子正在做饭，而你注意到，厨房的桌子上摆着很多没有用的广告。你心想，早上走的时候你已经告诉妻子把广告垃圾扔掉，她怎么没扔呢？你觉得妻子太懒了，你就去指责她。 这就是敌意。你只看见了小广告，难道你没看见她在做饭吗？在日常生活中也一样，抱怨排队的队伍长很正常，但是如果你觉得队伍长是因为排队的那些人都有毛病，他们都在专门跟你做对，那就不正常了。 敌意感强的人中，男性居多。敌意会让你跟周围人的关系变差，你会陷入更放纵的生活方式，比如贪吃、抽烟、喝酒。你的健康会变差，你的端粒会变短。 第二个情绪是“悲观”。悲观的人里面女性比较多。悲观，就是对事物总有一个负面的预期。 比如两个人一起在树林里散步，走着走着发现一条以前没走过的小路。正常人可能想探索这条小路，觉得走一条没走过的路很好玩，可能会有什么惊喜。可是悲观的人，一遇到这种不确定的情况总是往坏的一面想，这条路可能危机四伏，也许有野兽，也许有坏人。我们可以想见，悲观的人面对压力的时候，因为他总是预期自己处理不好，肯定是威胁感大大强于挑战感。悲观者的端粒，的确更短。 人为什么会悲观呢？悲观是一种心理保护，保护你不会感到失望。如果你事先预期很好，结果不好，你就会非常失望。结果有的人为了不失望，宁可选择了悲观。 第三个情绪是“胡思乱想”。 人是动物界唯一一个不“活在当下”的物种。别的动物都是现在干什么事儿就想什么事儿，只有人可以在干一件事儿的时候，想另外一件事。有人做过严肃的大规模研究，发现人们在一天中50%的时间段内，想的事儿都不是正在经历的事。问题就在于，很多情况下人想的是负面的东西。 Read more…

5,355 total views, 1 views today

黄耆补气血虚弱者,枸杞养肝明目延缓衰老 您知道黄耆中还有一种重要物质 — 可以延长我们的细胞染色体两端的端粒哟！ 端粒是我们细胞的生命时钟，是个倒数的计时器。 #黄耆  #青光眼 4,310 total views, 2 views today

4,310 total views, 2 views today

■朱海亮 衰老是个古老而神秘的话题，长生不老是人类一直追求的目标，而生物体的衰老却是一个必然的过程，是随着时间的推移，机体从构成物质、组织结构到生理功能的丧失退化的过程。 近日，《实验医学杂志》刊发的一项研究表明我们的染色体会随着机体的变老而一起变老。那么我们能不能通过改变染色体来延缓衰老、保持健康长寿呢？目前，世界上很多科学家都在尝试解决这一问题。 2016年《自然》杂志上的一项关于衰老的研究成果入选《科学》杂志甄选的“2016年十大突破”。无独有偶，近日，中科院上海神经科学研究所的蔡时青研究员课题组在《自然》杂志上发表的研究成果首次阐述了个体之间衰老速率差异的遗传基础，是近年来衰老领域取得的重大突破。这些最新成果使抗衰老的研究热度再次升高。 染色体的“保镖” 在生物的细胞核中，有一种载有遗传信息的线状物质，它们被称为“染色体”。染色体主要由DNA和蛋白质组成，是生物生长发育的“指导手册”。在染色体的末端有个染色体的“保镖”，即端粒。人类的端粒由6个碱基的重复序列和结合蛋白组成，它对染色体的功能有着重要的作用。 端粒可类比为鞋带两端防止磨损的塑料套，像塑料套保护鞋带一样保护染色体。它能在保持染色体完整的同时，防止染色体彼此相互粘连，保护染色体上DNA的安全。遗憾的是，这个保镖需要不断作出牺牲：细胞每分裂一次，端粒就会缩短一点，细胞分裂次数越多，端粒就缩短得越多。通俗地说，就是细胞越老，端粒就越短。当它们变得太短时，细胞就不再分裂，开始变得不活跃、衰老直至死亡。因此，端粒又被称为生命体的“分子时钟”。 端粒酶是细胞中一种负责延长端粒的酶。在年轻的细胞中，它在端粒末端加上碱基，可以让端粒免受过度磨损，使细胞分裂的次数增加。但随着细胞分裂，端粒酶的数量不足，端粒逐渐缩短，细胞开始老化。如果端粒酶的活性很高，就能保持端粒的长度，延缓细胞的老化。三位美国科学家因“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。但端粒酶也会帮助无用细胞的增殖，并促进癌症的形成，因此也被喻为“炸弹引信”。 “长生不老”的钥匙 因为端粒酶在细胞老化和癌化过程中都起着关键性的作用，所以被认为是“长生不老”的钥匙。而实验研究表明，端粒也不是永远只会变短，实际上也有可能变长。 不久前，休斯顿卫理公会研究所的科学家采用RNA疗法的技术，发现可逆转细胞衰老。研究人员发现早衰症患儿的染色体端粒比常人要短，因此他们以儿童早衰症作为研究对象。该疗法首先将特定的RNA送入细胞内，RNA再向细胞传达“延长染色体端粒”的信息，从而促进端粒酶的生成。利用这种疗法，所有的细胞衰老标记物都得到了逆转。研究者Cooke表示，我们至少可以减缓或阻断患者机体中衰老的进度，他正计划对现有的疗法进行改进。 此外，因为端粒酶对肿瘤细胞的永生化是必要的，所以它可以作为抗肿瘤药物的重要靶点。目前市场上基于端粒效应用于延长端粒的“端粒酶类”药物和检测试剂有很多，这些研究成果也引发了大量的炒作，有病例因服用增强端粒酶活性的药物而导致患上癌症。 今年8月份，我国首个利用端粒酶技术进行肺部肿瘤辅助诊断的检测试剂——“端粒酶逆转录酶亚基（hTERT）mRNA检测试剂盒”经国家食品药品监督管理总局批准上市，为肺癌辅助诊断提供了一种快速、便捷的检测手段。 另外，衰老不是一个恒定不变的过程，而且衰老速率受到多种因素的影响。《细胞》杂志上的一篇关于衰老的文章就总结出影响衰老的九大因素，除了端粒的耗损，还有营养代谢失调等因素。 2009年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一伊丽莎白·布莱克本在2017年1月份出版了《端粒效应》一书，书中介绍生活压力对端粒长度也有影响：母亲照顾生病的小孩的时间越长，她的端粒长度就越短，压力让她们的衰老加速。年龄越大的人，染色体末端越短；抽烟喝酒的人，染色体末端也较短。 “抗老之路”任重而道远 事实上，生命的智慧远比我们想象的深远得多。许多疾病都是由衰老造成的，如果我们能通过端粒效应解决这个问题，就能解决很多疾病。 目前，各种新技术成功延长了染色体端粒的长度，这为战胜衰老导致的疾病带来了希望。科学家也正在研究是否能用药物遏制端粒酶，从而治疗癌症。药物能够延长端粒是极好的，但使用药物延长端粒很危险，我们还需要严格地测试它，改变生活方式比药物安全得多。 深入研究染色体变化与衰老、癌症之间的关系，将是未来生命科学的重要突破。随着分子生物学的发展，衰老研究也将进入基因时代。生命科学发展至今，许多生命的奥秘还是未知数，有待进一步探究。因此，我们在抗衰老问题上还有很长的路要走。 文章来自： 《中国科学报》 (2018-01-04 第6版 前沿)   2,992 total views, 1 views today

2,992 total views, 1 views today

端粒DNA损伤与细胞衰老的研究进展 应乐倩 1  余 晖1  王雨婷1  潘逸男1  王金涛1  王丽辉2* (1 杭州师范大学医学院, 杭州 310000; 2 杭州师范大学衰老研究所, 杭州 310000) 摘要 ： 细胞衰老是生物不可逃避的生命现象。研究表明, 端粒DNA的长度与细胞的衰老进程有关, 衰老细胞的端粒DNA出现不同程度的损伤, 如端粒DNA的断裂、融合、缩短和缺失等。 因此, 端粒长度被称作控制寿命的“生命时钟”。目前, 端粒DNA损伤发生的机制也得到进一步阐明。端粒酶作为逆转录酶, 主要维持端粒的长度、减少染色体的损伤, 保证细胞分裂周期的持续进行。该文探讨了端粒DNA损伤发生的机制及不同类型的端粒DNA损伤与细胞衰老之间的关系, 在分子水平上寻找诱发细胞衰老的原因, 从而为基础研究转化为临床应用提供思路, 为研发相应衰老通路的阻滞剂或端粒酶的激活剂奠定理论基础。 关键词： 端粒DNA损伤反应; 端粒酶; 细胞周期阻滞; 衰老 端粒的平均长度随着细胞的分裂次数的增加及年龄的增长而缩短。端粒在个体衰老中扮演重要角色, 端粒的长度与寿命呈正相关。研究发现, 通过测量不同组织细胞端粒的长度可推测法医学年龄。 细胞衰老(cellular senescence), 是细胞的一种永久性细胞周期停滞状态, 不仅是复制能力的丧失, 而且包括细胞形态、基因表达、新陈代谢和表 观遗传学等的巨大变化。端粒DNA序列逐渐变短甚至消失, 引起一系列DNA损伤反应(DNA damage response, DDR), 使染色体稳定性下降, 引起细胞周 期阻滞, 进而可能进入不可逆的生长停滞状态。由端粒DNA损伤而导致的细胞出现永久性的细胞周期停滞过程, 称之为复制型细胞衰老(replicative senescence)或生理性衰老, 主要由p53/p21/pRb信号 通路介导[3-4] 1 Read more…

4,957 total views, no views today

端粒是染色体末端的DNA重复序列，像鞋带末端的塑料头保护鞋带不会散开一样，端粒的作用是保护染色体的完整性。随着细胞的不断分裂，端粒会逐渐缩短，对染色体的保护作用也会随之下降。如果端粒变得过短，这意味着细胞的遗传物质将变得不稳定，这时细胞分裂将会停止。端粒缩短和细胞分裂减少被认为是细胞衰老的典型特征。端粒如果由于意外事件在年轻细胞中被切短，细胞就需要对这些端粒进行修复和延长，防止细胞过早衰老。 ▲端粒的长短可影响细胞衰老（图片来源：Stanford Medicine） 在干细胞和生殖细胞等几种需要持续分裂的细胞中，一种叫做端粒酶的蛋白质算是生命演化过程中的“续命高手”。它们可以在端粒末端添加DNA重复序列，使端粒变长，延缓端粒缩短的过程。但这些端粒酶并非在所有的细胞里都起作用。在已分化的体细胞中，过短的端粒则会触发细胞的DNA损伤修复机制，通过同源定向修复来延长意外受损的端粒。那么细胞是如何识别出那些过短的端粒，并且只修复这些过短的端粒呢？德国分子生物学研究所 (Institute of Molecular Biology， IMB) 和美因茨约翰内斯·古腾堡大学 (Johannes Gutenberg University Mainz, JGU) 的研究人员通过研究，发现了细胞识别和修复过短端粒的机理。这个发现发表在了顶尖学术期刊《细胞》上。 ▲该研究的主要负责人Brian Luke教授（图片来源：Twitter） 研究人员的研究焦点是一种称为TERRA (telomeric repeat-containing RNA)的含有端粒重复序列的非编码RNA。这些非编码RNA是由端粒DNA序列转录生成，它们可以与端粒的DNA序列生成称为R-loops的RNA-DNA杂交结构。 为了检验TERRA是否会聚集在过短的端粒周围，研究人员设计出一种没有端粒酶的酵母，并且让它们持续分裂60次。这些分裂过60次后的酵母细胞含有很短的端粒。研究人员发现，这些含有很短端粒的酵母细胞中TERRA的水平和R-loops出现的机率与野生型酵母相比显著升高。通过用GFP标记TERRA和mCherry标记端粒区，研究人员直接观察到在含有过短端粒的酵母细胞中，TERRA与端粒区的结合频率是野生型酵母的2倍。 为了确认过短的端粒是导致TERRA和R-loops水平增加的原因，研究人员将翻转酶(flippase)的识别序列插入到6R号端粒序列中，当翻转酶被引入到细胞中时，6R号端粒将被人为缩短到只有120个碱基对，而对照组的6R端粒仍然长达200～300个碱基对。研究人员发现，TERRA和R-loops的水平在被缩短的6R端粒处显著增加，而且在同一细胞内其它正常长度的端粒周围，TERRA和R-loops的水平并没有提高。这个结果表明TERRA和R-loops水平的积累是端粒长度过短导致的特异性结果。 与此同时，研究人员观察到了一个很有意思的现象——如果通过在酵母细胞中过度表达核糖核酸酶H1(RNaseH1)，以消除R-loops在端粒区的积累，那么携带过短6R号端粒的酵母细胞将比对照组更迅速地进入衰老期。这说明，TERRA和R-loops在过短端粒区的积累，能起到防止细胞衰老的作用！ ▲端粒的长度，受到了一个精准系统的调控（图片来源：《细胞》） 那么，是什么原因导致TERRA和R-loops不在正常长度的端粒区积累呢？研究表明，核糖核酸酶H2的催化亚基Rnh201能够与端粒相关蛋白Rif2相结合。通过染色质免疫沉淀 (chromatin immunoprecipitation, ChIP) 实验，研究人员发现处于S期的酵母细胞随着S期的进程会在端粒区积累Rnh201。而且如果在细胞中敲除Rif2蛋白，则在端粒区Rnh201的积累不会出现。这意味着Rif2蛋白会募集核糖核酸酶H2到正常长度的端粒附近。因为核糖核酸酶H2的作用是降解R-loops，所以这会导致在正常长度的端粒周围不会出现R-loops的积累。 综合这些实验结果，研究人员提出以下细胞调控端粒修复的模型。在正常长度的端粒区有足够的Rif2蛋白能够募集Rnh201消除TERRA与端粒DNA形成的R-loops。随着端粒长度的缩短，Rif2蛋白从端粒区解离，Rnh201不再被募集到端粒区，从而导致R-loops在端粒区的积累。R-loops在端粒区的积累会引发DDR机制被激活，导致细胞通过HDR延长过短的端粒，防止细胞过早衰老。 “虽然我们已经知道端粒的长度在决定细胞衰老的发生方面有着关键的作用，但是以前我们并不真正理解端粒的那些特征是重要的。这项研究发现TERRA介导着一个精密的调控系统，它能够解释细胞如何发现那些过短的端粒。”JGU的发育生物学和神经生物学研究所的Brian Luke教授说。 ▲这项研究的图示（图片来源：《细胞》） 未来，研究人员有望通过调控这一精密的系统，来达到让细胞延缓衰老的效果。如果掌握了这一方法，人类无疑就掌握了长寿之门的钥匙。我们期待这一天的到来！ 参考资料： [1] New insight into how telomeres protect cells from premature senescence [2] Telomere Read more…

1,177 total views, 1 views today