2009年10月5日,諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)在瑞典首都斯德哥爾摩揭曉,三位美國(guó)科學(xué)家伊麗白·布萊克本、卡羅爾·格雷德、杰克·紹斯塔克分享了這一殊榮。這三位科學(xué)家憑借“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”這一成果,解開(kāi)了生命在細(xì)胞不斷的分裂中,是如何保證遺傳基因序列不丟失的。被世界醫(yī)學(xué)界譽(yù)為找到了“引起人類(lèi)衰老和罹患癌癥等嚴(yán)重疾病的秘密”。
找到了人類(lèi)“壽命時(shí)鐘”
端粒,就是在染色體末端部分有一個(gè)像帽子一樣的特殊結(jié)構(gòu),常被比喻成鞋帶頭上包裹鞋帶、防止鞋帶散開(kāi)的塑料片,它就像這個(gè)塑料片保護(hù)鞋帶一樣保護(hù)著染色體上的遺傳基因不在細(xì)胞分裂中丟失。每次染色體復(fù)制,都會(huì)丟失部分端粒,但不會(huì)損失自己的遺傳基因DNA序列。是端粒通過(guò)犧牲自己,保證了DNA序列的完整性。
端粒的另一個(gè)作用,是把承載遺傳基因的染色體末端“鎖住”,避免出現(xiàn)松散的遺傳基因。所以,端粒是細(xì)胞內(nèi)染色體末端的“保護(hù)帽”,它能夠保護(hù)染色體。伴隨著人的成長(zhǎng),端粒逐漸受到“磨損”。當(dāng)端粒變得短得不能再短時(shí),細(xì)胞便不再分裂,而開(kāi)始衰老死亡。
那么這個(gè)過(guò)程是否可逆呢?三位科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),原來(lái)還存在一種酶,即端粒酶,端粒酶就是形成端粒DNA的成分,端粒是由端粒酶形成的。它的功能就是增加端粒的長(zhǎng)度,延緩端粒變短的時(shí)間。所以,端粒又被稱(chēng)為“壽命時(shí)鐘”。
發(fā)現(xiàn)“長(zhǎng)壽天使”
正常人的體細(xì)胞有23對(duì)染色體,承載著遺傳基因DNA序列。端粒是細(xì)胞內(nèi)染色體末端的“保護(hù)帽”,它能夠保護(hù)染色體,而端粒上的端粒酶在端粒受損時(shí)能夠恢復(fù)其長(zhǎng)度。在正常細(xì)胞中,端粒上的端粒酶是個(gè)“長(zhǎng)壽天使”,如果我們能控制正常細(xì)胞的端粒酶,使之具備相當(dāng)?shù)幕钚?,正常?xì)胞的壽命就可能延長(zhǎng),起到抗衰老作用。因此,專(zhuān)家指出,這三位科學(xué)家的研究成果找到了人類(lèi)的“壽命時(shí)鐘”。端粒不僅與染色體的個(gè)性特質(zhì)和穩(wěn)定性密切相關(guān),而且還涉及細(xì)胞的壽命、衰老與死亡等等。簡(jiǎn)單地說(shuō),端粒變短,細(xì)胞就老化;相反,如果端粒酶活性很高,端粒的長(zhǎng)度就能得到保持,細(xì)胞的老化就被延緩。這是有關(guān)人類(lèi)衰老研究的謎題拼圖中重要的一片。
專(zhuān)家指出,衰老過(guò)程是復(fù)雜的,目前被認(rèn)為依賴(lài)于幾個(gè)不同的因素,端粒起作用僅是其中之一。
開(kāi)辟了抗癌新戰(zhàn)線
三位科學(xué)家的研究還揭示,如果端粒縮短了,細(xì)胞就會(huì)老化。相反,如果端粒酶的活動(dòng)顯著,端粒的長(zhǎng)度也就能得以保持,并且細(xì)胞衰老也將延后。癌細(xì)胞就是一個(gè)例子,癌細(xì)胞被認(rèn)為是具有永久生命力的。
85%的癌細(xì)胞中,端粒酶都會(huì)表現(xiàn)出活性,它是細(xì)胞擴(kuò)增的必要條件。因此,抑制端粒酶的活性,就可以控制癌細(xì)胞的無(wú)限生殖。這一理論被大多數(shù)人所接受,目前,以端粒酶為靶點(diǎn)的抗癌藥在美國(guó)已進(jìn)入Ⅲ期臨床。
根據(jù)目前已經(jīng)檢測(cè)出的腫瘤組織標(biāo)本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,惡性腫瘤組織端粒酶活性的陽(yáng)性率達(dá)到84%~95%,而良性腫瘤和正常組織的端粒酶活性檢出率僅為4%左右。端粒酶活性與惡性腫瘤之間的高度相關(guān)性使端粒酶成為近年來(lái)腫瘤治療研究的新熱點(diǎn),國(guó)外學(xué)者發(fā)現(xiàn),氮己環(huán)抑制端粒酶活性的作用,在非核酸端粒酶抑制劑中顯示出了較強(qiáng)效力。我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn),茶多酚中的沒(méi)食子酸鹽能夠直接強(qiáng)烈抑制端粒酶活性,全反式維甲酸、三氧化二砷、壯陽(yáng)中藥淫羊藿、健脾理氣中藥等,也具有抑制端粒酶活性的作用。端粒和端粒酶研究有助于攻克醫(yī)學(xué)領(lǐng)域三方面難題,即“癌癥、特定遺傳病和衰老”。端粒與很多老年性疾病都有關(guān)系,因?yàn)榧?xì)胞需要通過(guò)端粒來(lái)保持其分裂新生的能力,如果沒(méi)有足夠的端粒酶,端粒就會(huì)變短,細(xì)胞就不能分裂重生,這是很多老年病的共同特點(diǎn)。