唐珍，王含彥，郭冬梅

（川北醫(yī)學(xué)院 生物化學(xué)教研室，四川 南充 637000）

端粒（telomere）位于真核細(xì)胞染色體末端，其DNA序列高度保守。端?？蓽p少末端縮短，亦可避免相鄰染色體末端融合，在細(xì)胞增殖及衰老等過程中發(fā)揮重要作用。人體細(xì)胞每分裂1次，端?？s短50～100 bp，當(dāng)端粒長(zhǎng)度縮短到傷害DNA的臨界值而細(xì)胞又無法補(bǔ)償此長(zhǎng)度縮短時(shí)，染色體穩(wěn)定性變差，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡、機(jī)體衰老[1]。85%～90%的癌細(xì)胞中會(huì)出現(xiàn)端粒酶激活，用于維持端粒長(zhǎng)度，繼而導(dǎo)致癌細(xì)胞永生化。短端粒與許多衰老相的疾病有關(guān)，激活端粒酶可阻止端?？s短引起的衰老并提升機(jī)體的健康狀況及生命長(zhǎng)度。衰老作為機(jī)體更新自身組織及器官的重要途徑，能有效扼制腫瘤的發(fā)生發(fā)展；同時(shí)腫瘤本身就是一種與衰老相關(guān)的疾病，兩者此消彼長(zhǎng)，相互制約相互排斥。給予成年果蠅抗癌藥物曲美替尼（限制Ras蛋白效應(yīng)的小分子藥物，靶向動(dòng)物及人類體內(nèi)的Ras信號(hào)通路），果蠅壽命比平均值延長(zhǎng)12%[2]。在胚胎發(fā)育時(shí)Sox4基因表達(dá)，可促成胰腺、骨骼、心臟發(fā)育及淋巴細(xì)胞分化。當(dāng)Sox4表達(dá)過量則促使癌癥發(fā)生；當(dāng)Sox4表達(dá)低于正水平，則小鼠端粒較短、衰老加速，但具抗癌能力[3]。目前衰老及腫瘤是國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，兩者之間關(guān)系的深入研究可使人類同時(shí)對(duì)抗衰老與腫瘤。因此，制定正確的抗衰老及治療腫瘤的策略，已經(jīng)成為科研的重點(diǎn)方向之一，而端粒（酶）可調(diào)控衰老及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。本文就端粒（酶）與衰老的關(guān)系及其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步探討通過調(diào)控端粒（酶）來開發(fā)藥物，治療疾病提供指導(dǎo)。

1 端粒及端粒酶的生物學(xué)特性

1.1 端粒

端粒由端粒DNA及相關(guān)蛋白組成，端粒DNA由富含G的串聯(lián)重復(fù)序列組成，不含功能基因，高度保守，不同物種的端粒DNA序列及長(zhǎng)度一定差異。人端粒DNA序列為5'-TTAGGG-3'重復(fù)序列，長(zhǎng)約15～20 kb。阻遏/激活蛋白（repressor/activator protein 1,RAP1）是一種高度保守的端?；プ鞯鞍?，酵母RAP1保護(hù)端粒免于非同源重組末端連接，在控制端粒長(zhǎng)度中發(fā)揮重要作用，并參與轉(zhuǎn)錄基因調(diào)控。研究表明[4]，哺乳動(dòng)物RAP1必不可少，保護(hù)端粒免于同源重組修復(fù)。RAP1的MYB結(jié)構(gòu)域與端粒重復(fù)因子（TTAGGG-repeat factor 2, TRF2）的重要結(jié)構(gòu)域-TRF2B結(jié)合成TRF2-RAP1二聚體，抑制PARP1和SLX4結(jié)合端粒。小鼠和人類細(xì)胞中若無RAP1和TRF2B，則PARP1和SLX4 HR結(jié)合端粒并促使其快速切除，從而導(dǎo)致端粒丟失和染色體末端自由融合。哺乳動(dòng)物端粒以預(yù)定程序在整個(gè)S期復(fù)制，SV40永生化細(xì)胞細(xì)胞遺傳學(xué)非常類似于癌細(xì)胞，對(duì)SV40永生化細(xì)胞中人端粒研究發(fā)現(xiàn)[5]，在永生化過程中端粒復(fù)制的時(shí)間保守。盡管重復(fù)的同源染色體和重排的染色體會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源性端粒酶重新激活而影響端粒長(zhǎng)度，但端粒的復(fù)制時(shí)間主要受端粒重復(fù)序列臨近的亞端粒區(qū)（≤500 kb）DNA的影響。

1.2 端粒酶

端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)組成，可維持端粒長(zhǎng)度。它是逆轉(zhuǎn)錄酶，以自身RNA為模板，合成端粒DNA，從而使細(xì)胞獲得無限增殖。端粒酶主要由3部分組成[即人端粒酶 RNA（humane telomerase RNA, hTER）、端粒酶協(xié)同蛋白（humane telomerase associated protein,hTEP1）及端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（humane telomerase reverse transcriptase, hTERT）]，其中hTRT被認(rèn)為是端粒酶活性表達(dá)的關(guān)鍵組分，hTRT編碼的mRNA水平與端粒酶整體活性一致。干細(xì)胞（包括產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞的干細(xì)胞）中端粒酶活性高，以確保這些細(xì)胞的端粒酶在下一代中保持最佳狀態(tài)，而其他大多數(shù)細(xì)胞中端粒酶活性很低。

2 端粒及端粒酶的生物學(xué)作用

端粒具穩(wěn)定染色體，防止染色體DNA降解及末端融合的功能，保護(hù)染色體結(jié)構(gòu)基因，調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長(zhǎng)。正常細(xì)胞由于線性DNA復(fù)制過程中5'-末端引物切除，導(dǎo)致端?？s短，隨體細(xì)胞不斷增殖，端粒逐漸縮短。當(dāng)端?？s至一定程度，則細(xì)胞停止分裂，處于靜止?fàn)顟B(tài)，故端粒又稱為細(xì)胞的“分裂鐘”。端粒的長(zhǎng)短決定細(xì)胞壽命，并與細(xì)胞衰老及癌癥密切相關(guān)。端粒酶在細(xì)胞中的主要生物學(xué)功能是通過其逆轉(zhuǎn)錄酶活性復(fù)制和延長(zhǎng)端粒DNA，穩(wěn)定染色體端粒DNA的長(zhǎng)度。端粒酶的活性在真核細(xì)胞中可檢測(cè)到，其功能是合成染色體末端的端粒，使因每次細(xì)胞分裂而逐漸縮短的端粒長(zhǎng)度得以補(bǔ)償，進(jìn)而穩(wěn)定端粒長(zhǎng)度。端粒酶以端粒3'-末端-OH為引物，以爬行模型方式通過逆轉(zhuǎn)錄合成端粒重復(fù)序列DNA，延長(zhǎng)端粒。在腫瘤細(xì)胞中端粒酶還參與了對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡和基因組穩(wěn)定的調(diào)控，與端粒酶的多重生物學(xué)活性相對(duì)應(yīng)，腫瘤細(xì)胞中也存在復(fù)雜的端粒酶調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[6]。通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用在翻譯后水平對(duì)端粒酶活性及功能進(jìn)行調(diào)控，則是目前研究端粒酶調(diào)控機(jī)制的熱點(diǎn)。

3 端粒及端粒酶在衰老和腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用

3.1 端粒及端粒酶與衰老

年輕人端粒長(zhǎng)度約8 000～10 000 bp。端粒隨每次細(xì)胞分裂而縮短直至臨界長(zhǎng)度，細(xì)胞停止分裂或死亡，因此實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞傳代有限。一種改進(jìn)型的端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶mRNA，可使人皮膚細(xì)胞中的端粒長(zhǎng)度延長(zhǎng)1 000 bp，即端粒長(zhǎng)度增加至10%，這些端粒長(zhǎng)度增加的細(xì)胞，比未處理的細(xì)胞多分裂40倍以上[7]。

3.1.1 衰老細(xì)胞中端?？s短 端粒的長(zhǎng)短，關(guān)系細(xì)胞的壽命、衰老和死亡。端粒越長(zhǎng)，細(xì)胞活力越強(qiáng)；端粒越短，細(xì)胞衰老程度越高。先天性角化不良癥患者攜帶TERT或端粒酶RNA組分突變，患者的端粒和壽命均縮短，且具有衰老加速現(xiàn)象。某些早老病癥如沃納綜合征和毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥研究發(fā)現(xiàn)，端粒與衰老進(jìn)程相關(guān)。在小鼠、斑馬魚及酵母菌中，短端粒數(shù)量的增高與基因組的高度不穩(wěn)定性密切相關(guān)。后者會(huì)導(dǎo)致不同機(jī)體壽命縮短，另外短端粒還與糖尿病等疾病相關(guān)，這些都會(huì)影響機(jī)體壽命[8]。小鼠中端粒酶或者端粒結(jié)合蛋白的缺失已成為衰老相關(guān)的特征性標(biāo)記，該端粒功能的缺失可導(dǎo)致小鼠壽命縮短，成年野生小鼠維持端粒的能力可決定其壽命[9]。端粒還可作為個(gè)人健康狀況、遺傳及環(huán)境因素都較為良好的標(biāo)準(zhǔn)，壓力、抑郁都會(huì)縮短端粒長(zhǎng)度，吸煙及肥胖可導(dǎo)致組織炎癥及氧化應(yīng)激進(jìn)而引起端?？s短，短端?？深A(yù)示心血管疾病[10-14]。因此若能維持端粒長(zhǎng)度，細(xì)胞衰老可能減緩、生命可能延長(zhǎng)。再如年齡是AD的高危因素，≥85歲高齡老人患AD的概率可高達(dá)40%，而AD組外周血單核細(xì)胞端粒長(zhǎng)度短于健康對(duì)照組。Down's綜合癥合并AD者端粒長(zhǎng)度更短，提示高危人群端粒長(zhǎng)度縮短與癡呆相關(guān)[15]。

有研究表明，短端粒促使很多與衰老相關(guān)的疾病發(fā)生，而短端粒這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)，本身就是疾病產(chǎn)生的結(jié)果[16]。端粒隨每次細(xì)胞分裂而縮短及端粒功能障礙是公認(rèn)的衰老的標(biāo)志。斑馬魚研究發(fā)現(xiàn)端粒只在特定組織縮短至臨界值，且縮短與細(xì)胞增殖率無關(guān)。短端粒積聚在內(nèi)臟組織而不是增殖活躍組織如血液和性腺。低增殖組織如肌肉以與內(nèi)臟組織同樣的速度積累短端粒和DNA損傷，重要組織中的端粒縮短和DNA損傷不僅導(dǎo)致局部功能喪失，還會(huì)引發(fā)其他組織產(chǎn)生包括癌癥在內(nèi)的衰老相關(guān)疾病[17]。

3.1.2 激活端粒酶能延緩衰老 端粒酶主要通過延長(zhǎng)端粒抵御衰老。新研究發(fā)現(xiàn)肥胖亦影響端粒長(zhǎng)度及衰老，母親孕期超重或肥胖及嬰兒期增重模式均會(huì)影響成年后女性白細(xì)胞染色體端粒長(zhǎng)度。一歲內(nèi)體重的快速增重及幼年期的體重反彈預(yù)示著老年女性短的端粒長(zhǎng)度，說明圍產(chǎn)期肥胖加速成人期細(xì)胞老化[18]，在血液細(xì)胞端粒動(dòng)力學(xué)與多種生物衰老密切相關(guān)。然而血液端粒長(zhǎng)度是否與機(jī)體其他部位端粒長(zhǎng)度一致并不清楚。生命早期端粒丟失是最快速的，對(duì)一種長(zhǎng)壽海鳥胚胎后期的研究發(fā)現(xiàn)在晚期胚胎，血液端粒與心臟和骨骼肌呈正相關(guān)，但不包括肝端粒；而產(chǎn)后發(fā)展階段則血液端粒長(zhǎng)度與任何其他組織端粒無相關(guān)性，提示血液端粒長(zhǎng)度不一定指示機(jī)體其他組織在生命的不同發(fā)展階段的端粒長(zhǎng)度[19]。

3.2 端粒（酶）與癌癥

3.2.1 癌細(xì)胞有短的端粒 端粒長(zhǎng)度影響基因激活或沉默，研究發(fā)現(xiàn)[9]，端粒長(zhǎng)度可能會(huì)在生命早期沉默一些基因，而當(dāng)端粒逐漸縮短時(shí)激活一些基因。當(dāng)一個(gè)端粒較長(zhǎng)時(shí)，端蓋能夠與染色體形成一種回路，使端?？拷蝗旧w上遠(yuǎn)處的基因，這樣端粒就關(guān)閉這些基因；而當(dāng)端粒變短，染色體無法形成回路，端粒可能就無法再影響靶基因開關(guān)。端粒長(zhǎng)度與5種常見癌癥（乳腺癌、肺癌、大腸癌、卵巢癌及前列腺癌）相關(guān)。癌細(xì)胞有短的端粒，端?？s短與癌癥發(fā)展有關(guān)，端粒長(zhǎng)度也與癌癥預(yù)后有關(guān)。甚至端粒長(zhǎng)度與腫瘤大小、淋巴癌轉(zhuǎn)移、組織學(xué)分級(jí)及特殊乳腺腫瘤亞型有關(guān)[20-21]。強(qiáng)侵襲性亞型乳腺癌細(xì)胞有更短的端粒[22]，研究顯示[23]，血細(xì)胞端粒短的人有更高的患癌癥風(fēng)險(xiǎn)。端粒長(zhǎng)度的改變可以提高癌癥的預(yù)后[24]，對(duì)乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)[25]外周血白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度參數(shù)可診斷乳腺癌的發(fā)展階段。對(duì)52例乳腺癌患者血液白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度的分析表明，乳腺癌晚期患者的白細(xì)胞端粒序列長(zhǎng)度短于乳腺癌早期階段患者。HER2+乳腺癌患者的白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度也長(zhǎng)于HER2-患者。端粒長(zhǎng)度及端粒酶活性的變化與肝臟腫瘤的良惡性，肝臟腫瘤的分化、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移有關(guān)，因此兩者可做為肝臟腫瘤的標(biāo)志和預(yù)測(cè)預(yù)后的指標(biāo)[26]。對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia, APL）端粒的作用研究[27]發(fā)現(xiàn)，APL患者血液或骨髓單個(gè)核細(xì)胞端粒長(zhǎng)度比健康志愿者縮短，且端?？s短與患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。對(duì)疾病完全緩解的患者，端粒長(zhǎng)度平均增長(zhǎng)2.0 kb，相比已建立起的APL風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子端粒長(zhǎng)度是最有力的預(yù)測(cè)總體存活率的指標(biāo)。DNA復(fù)制應(yīng)激相關(guān)的基因組不穩(wěn)定與癌癥密切相關(guān)，復(fù)制叉保護(hù)復(fù)合物（fork protection complex, FPC）在真核生物線粒體及裂殖酵母結(jié)合性基因座DNA復(fù)制中起穩(wěn)定停滯復(fù)制叉的作用。端粒因?yàn)楦缓珿T重復(fù)序列和端粒結(jié)合蛋白而復(fù)制困難，裂殖酵母SWI1是FPC的一個(gè)亞基。新研究發(fā)現(xiàn)[28]，Swi1 Timeles的缺失導(dǎo)致端?？s短，此縮短不依賴于端粒酶。Swi1 Timeles缺失時(shí)重復(fù)序列影響端粒完整性。SWI1缺失時(shí)，端粒縮短伴隨著RAD52重組酶的招募和端粒/亞端粒區(qū)的高頻擴(kuò)增，類似腫瘤細(xì)胞利用ALT維持端粒長(zhǎng)度。

端?？勺鳛榻Y(jié)腸直腸癌（colorectal cancer, crc）患者的預(yù)后預(yù)測(cè)因子。CRC腫瘤細(xì)胞比正常組織細(xì)胞有較短的端粒，80%以上的CRC患者端粒酶活性增高?？紤]端粒狀態(tài)和臨床變量，端?？s短程度最低的是直腸腫瘤。預(yù)后研究發(fā)現(xiàn)，平均端粒長(zhǎng)度＜6.35 kb的患者臨床恢復(fù)更好，且端粒高度縮短患者也無一例在隨訪期間復(fù)發(fā)，因此端粒長(zhǎng)度可做為一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素。端粒酶激活程度則是預(yù)后不良的趨勢(shì)的標(biāo)志之一[29]。

在一般人群中，年齡較大的人白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度短，感染風(fēng)險(xiǎn)高[30]。嚴(yán)重再生障礙性貧血的同種異體造血細(xì)胞移植時(shí)，長(zhǎng)供體白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度與接受者的高生存率有關(guān)，表明同時(shí)較短的白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度與高風(fēng)險(xiǎn)傳染性疾病及感染引起的死亡相關(guān)[31]。對(duì)75 309個(gè)一般群體的調(diào)查研究表明，與傳統(tǒng)傳染病危險(xiǎn)因素相比較，短的端粒長(zhǎng)度與高感染風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)及肺炎相關(guān)。但端粒長(zhǎng)度與皮膚感染、尿路感染、敗血癥、腹瀉病、心內(nèi)膜炎及腦膜炎或其他感染的風(fēng)險(xiǎn)無關(guān)，提示需進(jìn)一步研究在選擇供體時(shí)是否可通過考慮供體白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度來減少受體感染的風(fēng)險(xiǎn)[32]。短白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度亦與心房顫動(dòng)患者心源性卒中風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[33]。端粒長(zhǎng)度縮短是冠心病高風(fēng)險(xiǎn)因子，而胰島素調(diào)節(jié)短的端粒相關(guān)的冠心病發(fā)病機(jī)制[34]。

3.2.2 長(zhǎng)端粒亦與一些癌癥關(guān)聯(lián) 長(zhǎng)端粒亦與一些癌癥關(guān)聯(lián)[如肺癌（尤其是肺腺癌）]端粒長(zhǎng)1 000 bp，則肺癌風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)加倍，前列腺癌與長(zhǎng)端粒也存在一定的關(guān)聯(lián)。推測(cè)因?yàn)殚L(zhǎng)端粒細(xì)胞的可分裂次數(shù)更多，壽命更長(zhǎng)，進(jìn)而累積致癌突變的概率也更大[35]。TERT和TERC是2個(gè)與長(zhǎng)端粒有關(guān)的常見基因突變，該基因均是神經(jīng)膠質(zhì)瘤的風(fēng)險(xiǎn)因子，會(huì)使神經(jīng)膠質(zhì)瘤的風(fēng)險(xiǎn)增加，約有51%攜帶TERT，72%攜帶TERC。甚至對(duì)56例唐氏綜合癥的研究發(fā)現(xiàn)[36]少年患者血液白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度亦比同齡正常組長(zhǎng)。較長(zhǎng)和較短的端粒都有可能致病，較長(zhǎng)端?？赡苁怯幸?，其能降低許多健康風(fēng)險(xiǎn)并延緩衰老。對(duì)1 644例神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者和7 736例健康患者的基因組分析顯示[30]，TERT和TERC兩個(gè)基因都有調(diào)控端粒酶活性的作用，而端粒酶負(fù)責(zé)維持端粒的長(zhǎng)度，TERT和TERC突變的確與更長(zhǎng)的端粒有關(guān)。TERT突變也涉及肺癌、前列腺癌、睪丸癌及乳腺癌，TERC突變則涉及白血病、大腸癌及多發(fā)性骨髓瘤。TERT和TERC同時(shí)突變還會(huì)提高一種進(jìn)程性的肺部疾病-特發(fā)性肺纖維化的風(fēng)險(xiǎn)[37]。研究發(fā)現(xiàn)[38]，散發(fā)性乳腺癌及遺傳性乳腺癌患者（包括有和無乳腺癌易感基因BRCA1/2突變）外周血白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度研究發(fā)現(xiàn)化療可使患者端?？s短，但此縮短是可逆的?；熃Y(jié)束后，短的端粒只能維持大約兩年時(shí)間，不同化療藥物影響端粒縮短及恢復(fù)長(zhǎng)度速率。新研究發(fā)現(xiàn)癌癥確診前，血液中的端粒會(huì)迅速老化幾年時(shí)間，之后老化的過程會(huì)在癌癥發(fā)生前停止。對(duì)端粒老化的表型研究表明，這可以作為預(yù)防癌癥發(fā)生的生物標(biāo)記[39]。端粒長(zhǎng)度也與遺傳有關(guān)，雙胞胎，家族研究及薈萃分析證明端粒長(zhǎng)度是高度遺傳[40]，但端粒長(zhǎng)度與父母親哪一方的相關(guān)性更高，還有待進(jìn)一步研究[41]。

3.2.3 端粒酶活性與癌癥 癌細(xì)胞的特點(diǎn)之一是其可無限增殖的潛能，這一潛能主要由端粒酶激活實(shí)現(xiàn)。端粒酶活性在大多數(shù)體細(xì)胞中已靜止，惡變后的細(xì)胞端粒酶激活率高達(dá)80%～90%，從而使細(xì)胞跨越衰老障礙，后期腫瘤細(xì)胞中端粒酶活性高于早期腫瘤細(xì)胞。端粒酶不僅可維持端粒長(zhǎng)度，而且還具其他促腫瘤發(fā)展的作用，如hTERT參與調(diào)節(jié)許多信號(hào)通路。新研究發(fā)現(xiàn)，AZT不僅抑制端粒酶活性，且可通過抑制hTERT參與調(diào)節(jié)的信號(hào)通路抑制癌進(jìn)程[42]。小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)端粒酶激活會(huì)抑制端?？s短，進(jìn)而延緩各種衰老相關(guān)病理進(jìn)程[43]（如具生物活性黃芪提取物TA-65，低劑量的TA-65即可激活端粒酶），從而使小鼠，斑胸草雀及人的端粒適度延長(zhǎng)[44]。性激素可在轉(zhuǎn)錄水平激活端粒酶[45]，雄激素可治療再生障礙性貧血[46]。雄激素可阻止再生障礙性貧血小鼠端?？s短，表明端粒酶激活是治療端粒維持缺陷相關(guān)疾病的途徑。但激活端粒酶亦會(huì)引發(fā)患癌危險(xiǎn)，因此發(fā)掘瞬時(shí)可控的端粒酶活性是安全策略重要途徑[7]。已有研究培養(yǎng)出具肺纖維化及再生障礙性貧血重要臨床特征的小鼠模型[47-48]，此模型可用于研究端粒酶與相關(guān)疾病治療。

3.2.4 端粒酶活性與癌癥發(fā)生 正常情況下細(xì)胞內(nèi)只產(chǎn)生少量TERT基因的mRNA及酶蛋白，因此端粒酶活性低，端粒酶所催化的端粒延長(zhǎng)不足以抑制DNA復(fù)制造成的端粒縮短效應(yīng)，最終細(xì)胞衰老和死亡。在黑色素瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、膀胱癌及肝癌等多種癌癥中鑒定出存在高頻TERT基因啟動(dòng)子區(qū)-124 C＞T和-146 C＞T突變，此突變可增加轉(zhuǎn)錄因子GABP的結(jié)合和激活，從而增加TERT基因的mRNA及酶蛋白含量，增加的端粒酶活性可有效保證細(xì)胞分裂過程中端粒長(zhǎng)度保持[49]。hTERT C250啟動(dòng)子突變和端粒長(zhǎng)度作為頭頸癌患者癌癥進(jìn)展的分子標(biāo)志物。頭頸鱗狀細(xì)胞癌（head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC）第一次報(bào)道在早期腫瘤端粒較短，此外ThTERT C250啟動(dòng)子突變和端粒長(zhǎng)度評(píng)估可作為HNSCC發(fā)展的重要分子標(biāo)記[50]。TERT基因啟動(dòng)子突變發(fā)現(xiàn)：一方面解釋癌細(xì)胞端粒酶重激活機(jī)制（癌癥發(fā)生的基礎(chǔ)之一）；另一方面也為癌癥診治提供全新思路（TERT基因啟動(dòng)子可做為診斷或治療癌癥的分子靶點(diǎn)）。該發(fā)現(xiàn)也可做為癌細(xì)胞標(biāo)志物，用于區(qū)分癌細(xì)胞與正常細(xì)胞。

正常情況下,細(xì)胞內(nèi)只產(chǎn)生少量TERT的mRNA和蛋白，所催化的反應(yīng)不足以抑制DNA復(fù)制造成的縮短效應(yīng)，最終細(xì)胞衰老和死亡。啟動(dòng)子-124C或-146突變?yōu)門后可增加轉(zhuǎn)錄因子GABP的結(jié)合和激活，從而增加mRNA和蛋白含量，增加的端粒酶活性可有效保證細(xì)胞分裂過程中端粒長(zhǎng)度保持[44]。

原 發(fā) 性 肝 細(xì) 胞 癌（primary hepatocellular carcinoma, HCC）主要源于長(zhǎng)期的乙肝病史（hepatitis B,HBV）和乙肝病毒感染（hepatitis viruses, HCV），人類基因組中遺傳突變的積累是其主要特征。基因編碼區(qū)及非編碼區(qū)如TERT啟動(dòng)子中的核苷酸變化促使HCC的發(fā)展，TERT啟動(dòng)子的突變熱點(diǎn)（-124 C＞T和-146 C＞T）已被證明存在于多種腫瘤類型（包括HCC），并調(diào)節(jié)端粒酶的表達(dá)。HCC TERT啟動(dòng)子突變率差異分析表明，歐洲（56.6%）和非洲（53.3%）的突變率比美國(guó)（40%）和亞洲（42.5%）高。此外與HBV相關(guān)的HCC（HCV在美國(guó)為21.4%，非洲為45.5%）、HCV相關(guān)HCC更頻繁的突變（美國(guó)為44.8%，亞洲為69.7%）。非肝炎病毒引起的HCC病例也經(jīng)常發(fā)生TERT啟動(dòng)子突變（美國(guó)為43.6%，亞洲和歐洲分別為52.6%和57.7%）。說明端粒變長(zhǎng)促使HCC發(fā)生、發(fā)展，TERT啟動(dòng)子突變可作為HCV感染或代謝性肝病患者肝癌早期檢測(cè)的候選生物標(biāo)志物[51-52]。

3.2.5 端粒酶活性與癌癥治療 端粒酶是腫瘤細(xì)胞增殖所必須，約85%的人體腫瘤細(xì)胞通過激活端粒酶維持其端粒長(zhǎng)度，癌組織中有hTERT表達(dá)。而正常體細(xì)胞中很少有hTERT表達(dá)，hTERT被蛋白酶體降解，則癌細(xì)胞端?？s短、出現(xiàn)衰老及凋亡等現(xiàn)象，因此hTERT是理想的癌治療靶點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)多種以抑制hTERT為主的癌治療策略。近來廣泛研究的端粒酶抑制劑（telomerase inhibitors, TI）的抗腫瘤活性，主要用于乳腺癌。但TI治療預(yù)期的效果僅在許多細(xì)胞分裂后才會(huì)出現(xiàn)，且該方法對(duì)人體的長(zhǎng)期影響未知。研究TI MST-312對(duì)人乳腺癌細(xì)胞株MCF-7處理3 120 h的影響，MCF-7細(xì)胞在亞毒性濃度下長(zhǎng)時(shí)間處理，MST-312對(duì)一小部分細(xì)胞顯示毒作用并促進(jìn)端粒縮短，衰老和染色體畸變，而細(xì)胞增殖率不受影響。主要影響是MST-312長(zhǎng)時(shí)間處理癌細(xì)胞而導(dǎo)致癌細(xì)胞端粒酶過表達(dá)來應(yīng)答抑制劑，這可能與抑制劑治療失敗及預(yù)后不良有關(guān)。因此盡管如MST-312這樣的TI具有很高的治療潛力，但是在考慮其臨床應(yīng)用，特別是乳腺癌治療時(shí)，必須對(duì)這些藥物長(zhǎng)期作用于腫瘤的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估[53]。

約15%的人體腫瘤細(xì)胞（大多數(shù)起源于間葉組織的肉瘤腫瘤細(xì)胞，如骨肉瘤細(xì)胞、未分化多形肉瘤細(xì)胞、平滑肌肉瘤細(xì)胞等）采用端粒替代延長(zhǎng)機(jī)制（alternative lengthening of telomeres, ALT）維持其端粒長(zhǎng)度，從而獲得永生。該腫瘤細(xì)胞能檢出ALT相關(guān)蛋白及異常活躍的同源重組，因此端粒酶抑制對(duì)這部分腫瘤細(xì)胞無效。通過ALT機(jī)制維持端粒長(zhǎng)度的腫瘤是一類惡性程度高、轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)大的腫瘤。科研人員在小鼠實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，如果針對(duì)有端粒酶表達(dá)的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行端粒酶抑制抗癌治療，該腫瘤細(xì)胞也會(huì)啟動(dòng)ALT機(jī)制，所以端粒酶抑制療法同樣沒效，所以ALT通路在抗癌治療中有重要靶點(diǎn)價(jià)值[54]。

4 展望

端粒（酶）是聯(lián)系細(xì)胞衰老及癌癥的紐帶，調(diào)節(jié)衰老及衰老相關(guān)疾病惡性腫瘤。染色體經(jīng)多次復(fù)制，端粒長(zhǎng)度會(huì)縮短至傷害DNA的臨界點(diǎn)，則染色體破壞、細(xì)胞衰老、死亡。但如果細(xì)胞沒有死亡，細(xì)胞就會(huì)永生，細(xì)胞永生就會(huì)發(fā)生癌癥。癌細(xì)胞通過端粒酶來填補(bǔ)端粒，以與降解等快速度修復(fù)端粒，對(duì)抗端粒縮短。如果沒有這種端粒酶主導(dǎo)的不斷修復(fù)，染色體將最終降解，癌細(xì)胞死亡，因此細(xì)胞衰老是阻止癌癥發(fā)生的關(guān)鍵，也是抑制腫瘤的方式之一。在細(xì)胞衰老然后走向腫瘤的過程中，端粒酶缺失可導(dǎo)致染色體不穩(wěn)從而導(dǎo)致衰老，這使腫瘤越過腫瘤抑制因子形成的屏障，促使癌癥發(fā)生，隨后端粒酶的激活促使腫瘤增殖，腫瘤繼續(xù)惡化，因此控制端粒長(zhǎng)度及端粒酶活性，是抑制腫瘤發(fā)生的有效手段。正常細(xì)胞中端粒長(zhǎng)度縮短與生物衰老進(jìn)程密切相關(guān)，基因療法激活小鼠端粒酶，則小鼠代謝水平及神經(jīng)肌肉的功能均提高，同時(shí)患癌概率未升高，所以激活端粒酶可用于降低組織功能障礙，延長(zhǎng)壽命，因此未來通過激活端粒酶抗衰老的技術(shù)關(guān)鍵在于其安全性。端粒（酶）也是端粒縮短相關(guān)遺傳性疾病的一種潛在治療方法，如研究發(fā)現(xiàn)杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥患者的肌肉干細(xì)胞端粒，與沒有這種疾病的人相比縮短，因此延長(zhǎng)端?？赡苁嵌攀霞I(yíng)養(yǎng)不良的潛在治療方法。