端粒與細胞衰老及皮膚老化

端粒與細胞衰老及皮膚老化摘要】端粒是現(xiàn)代生物學研究的熱點，端粒封閉了染色體的末端維持了染色體的穩(wěn)定性，端粒的缺失與細胞的衰老有密切關系。人類皮膚老化分為內(nèi)源性和外源性，而端粒在皮膚老化過程中在很大程度上控制了內(nèi)源性老化，細胞多次分裂造成端粒進行性縮短是根本原因。暴露與日光的皮膚紫外線輻射損傷DNA,加速端?？s短。通過研究對相關過程進行干預可能會產(chǎn)生積極影響?！娟P鍵詞】端粒；端粒酶；細胞衰老；皮膚老化端粒的結(jié)構(gòu)和功能（穩(wěn)定性）端粒又稱“有絲分裂鐘”,染色體端粒是位于真核細胞染色體末端一種特殊結(jié)構(gòu),由端粒DNA和端粒蛋白組成,端粒DNA是富含G的高度保守的重復核苷酸序列。人的端粒DNA重復序列是5'-TTAGGG-3',長度達15kb，不具備編碼蛋白質(zhì)的功能；端粒DNA的3'末端較5'末端長12-16bp,伸出并彎曲呈帽狀結(jié)構(gòu)保護著染色體,雖不含功能基因,但如果沒有這些類似染色體的“帽子”結(jié)構(gòu)的端粒,染色體之間就會出現(xiàn)端-端融合、降解、染色體丟失等變化。這些變化威脅著染色體的正確復制,所以端粒具有維持染色體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和完整性的功能。端粒的長度取決于細胞分裂的次數(shù)與端粒酶活性之間的平衡。端粒在分裂過程中不能為DNA聚合酶完全復制，因而隨著細胞分裂的不斷進行而逐漸縮短,由此限制了細胞的分裂次數(shù),因而稱“有絲分裂鐘”。端粒酶是一種核糖核酸酶，可作為逆轉(zhuǎn)錄酶利用自身內(nèi)在的RNA為模板合成('5TTAGGC3')重復序列并將其加到正在復制的染色體端粒的3'末端上。人的端粒酶包括3個主要部分，即人端粒酶hTR、端粒酶相關蛋白TP1、人端粒酶催化亞單位hTRT，端粒酶的活性與hTRT的表達相關，與TP1、hRT無關。經(jīng)研究證實85%——90%人體腫瘤均能檢測到端粒酶活性，而正常人組織除了早期的胚胎細胞、干細胞、生殖細胞、少數(shù)正常增生活躍組織如皮膚基底層、毛囊等，幾乎檢測不到端粒酶活性。端粒酶在細胞衰老過程中的作用主要表現(xiàn)在兩個方面：一是，大多數(shù)正常人的體細胞缺乏hTRT而沒有端粒酶活性，使的細胞的端粒組建縮短而最終衰老。二是，hTRT在正常二倍體細胞中表達使其傳代次數(shù)大大增加而沒有癌化特征。端粒酶具有逆轉(zhuǎn)錄活性，依靠蛋白質(zhì)成分結(jié)合到端粒DNA上，以自身的RNA分子作為木模板合成端粒DNA，使端粒延長。一般而言，正常體細胞不具端粒酶活性，細胞經(jīng)過多次分裂后，端粒逐漸縮短，但如果縮短了的端粒某種方式激活了端粒酶，使其能夠以自身的模板合成端粒DNA，并加到染色體兩側(cè)的末端上彌補端粒的損耗，維持染色體穩(wěn)定性和完整性，使細胞免于衰亡而獲得生存，發(fā)展成為永生細胞。因而，適當在人體中激活端粒酶活性克延長細胞生命并有抗衰老作用。然而皮膚老化，目前有兩種理論：一種是由基因決定預先設定的進程，主要認為染色體末端端粒的長度在每個細胞周期均縮短，當達到一定程度時，細胞周期就會停滯或凋亡。另一中是老化是基于環(huán)境的累積性損傷，，壞境因紫外線輻射可以損傷DNA和端粒，誘導活性氧簇ROS產(chǎn)生而誘發(fā)細胞衰老DNA是紫外線誘導細胞損傷的主要目標，一方面，紫外線直接造成DNA生成嘧啶二聚體；另一方面，紫外線誘導的ROS可發(fā)揮間接作用，ROS促進端?？s短。皮膚老化的內(nèi)源性主要依賴與多次細胞分裂過程中端粒的進行性縮短，而光老化則還加上皮膚暴露于紫外線輻射的結(jié)果。端粒懸浮重復序列TTAGGG三分之一是雙胸腺嘧啶（TT）,二分之一是鳥苷酸殘基。紫外線使DNA通常在TT處生成嘧啶二聚體，細胞代謝或ROS所致的DNA氧化損傷通常發(fā)生于鳥嘌呤殘基，因此暴露與紫外線和氧化損傷對端粒造成廣泛損傷，端粒3'末端TTAGGG單鏈懸突暴露，激活共同的細胞內(nèi)信號通路，啟動SOS樣反應，導致細胞凋亡或增值衰老，阻止其癌變。通過多項研究表明，紫外線暴露、DNA氧化損傷以及細胞進入衰老階段一樣，使端粒環(huán)破壞，通過p53途徑實現(xiàn)信號傳遞。這在內(nèi)源性老化和光老化間交叉重疊的機制解釋了兩種老化實質(zhì)的相似的。隨著科學發(fā)展，對任何一種老化進程采取有效預防和治療措可能對其他進程產(chǎn)生良性影響。對端粒和端粒酶的深入理解和研究將為皮膚、保健等提供更廣闊的的天空?！緟⒖嘉墨I】R334R394A1001-7089(2009)05-0313-03Q25A1671-8054(2008)03-0084-02DF759.2A1672-4992-(2006)01-0057-02R735A1004-519-(2003)04-0201-03醫(yī)學與哲學雜志第20卷第4期；中國臨床藥理學雜志，1998年；Q343A1009-0002(2002)05-0371-03;河北科技師范學院學報第21卷第2期；上海交通大學學報醫(yī)學版，2012年5月；生物技術(shù)通報，2010年底8期；中南民族大學，第28卷第4期，2009年12月；國外醫(yī)學口腔醫(yī)學分冊，1998年2月第25期第二卷；細胞生物學雜志2004年；