端粒长度检测

    2009年10月5日，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2009年度诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth H.Blackburn)、卡罗尔·格雷德(Carol W.Greider)和杰克·绍斯塔克(Jack W.Szostak)，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”，被世界医学界誉为找到了引起人类衰老和罹患癌症等严重疾病的秘密。

 

图片来源：Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2018 Mar 5;373(1741)

 

什么是端粒？

    端粒（telomere）是位于真核生物染色体末端的特殊结构，它们由重复的DNA序列和结合在其上的蛋白质组成。端粒的主要功能是保护染色体的完整性和稳定性，防止染色体末端被DNA修复机制错误地识别为双链断裂并进行不恰当的修复。一个典型的端粒模型，以单链3’悬垂结束，向后环并侵入双链DNA形成t环,这导致链位移产生单链端粒d环。

 

端粒主要包含3部分

1 端粒DNA：这是由重复的DNA序列组成的区域，例如在人类中，这个序列是TTAGGG，重复数千次。端粒DNA通常位于染色体的末端，形成一个保护性的“帽子”，防止染色体末端被误认为是双链断裂。

2 端粒结合蛋白：这些蛋白质与端粒DNA结合，帮助维持端粒的结构和功能。它们可以防止染色体末端的融合，并可能参与端粒的复制和保护。

3 端粒酶：端粒酶是维持端粒长度的核糖核蛋白DNA聚合酶复合体。该复合物包括蛋白质端粒酶逆转录酶(TERT，或人类的hTERT)和催化端粒酶RNA成分(TERC)。端粒酶是一种细胞逆转录酶，在人类发育过程中表达，成年后在大多数组织中沉默。许多人类体细胞类型表达很少或没有端粒酶活性，导致端粒丢失。即使在增殖正常的表达调控端粒酶的干细胞中，端粒酶也不足以维持端粒，端粒侵蚀也会逐渐发生。人们也普遍认为，端粒逐渐缩短可导致体外复制性衰老，在存在其他改变的情况下，短端粒可形成桥接-融合-断裂循环，导致染色体不稳定和癌症的发生。大多数癌细胞(85-90%)会重新激活端粒酶进行无限分裂，绝大多数癌细胞维持稳定的短端粒。

 

图片来源：healthjade

 

端粒长度的意义

    正常的人体体细胞随着每次细胞分裂而端粒逐渐缩短。最终，一些端粒变得足够短，它们不能再受到庇护蛋白的保护就会导致衰老、生长停滞和端粒DNA损伤。

 

图片来源：Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2018 Mar 5;373(1741)

 

    Bakaysa等的研究结果表明老年端粒长度是一种生物标志物，可以预测早期家庭环境和遗传因素对端粒长度和死亡率的影响之外的生存。端粒最短的双胞胎在随访期间的死亡风险是端粒最长的双胞胎的3倍[风险比(RR) = 2.8, 95%可信区间1.1-7.3,P = 0.03]。

 

    在细胞水平上，极短的端粒长度会阻止细胞衰老，因此端粒长度可能会通过损害细胞增殖和活力来影响衰老。较短的端粒可能标志着T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖能力耗尽(免疫衰老)或干细胞枯竭。然而，目前尚不清楚有丝分裂组织在整个生命周期中积累衰老细胞的程度，以至于这将作为机体衰老的基础。一个组织中的短端粒可能会引起全身影响，或者可能只是表明个体的高压力和损伤史。例如，越来越多的证据表明，端粒缩短可能通过血管内皮的老化而促进动脉粥样硬化的发展。端粒缩短也可能是免疫系统平衡失衡的一个指标，导致更大的死亡风险。缩短的速度可能是生物衰老速度的一个代表。

 

端粒长度的检测

    单次检测，评估细胞年龄及当前衰老程度；多次检测可动态监控端粒长度变化，量化衰老速度。饮食、运动、保健品等多种措施均可保护、延长端粒，从而抵御衰老。

1 检测方法：PCR

2 报告周期：9天

3 适用人群：想要监控衰老情况的人群

 

参考文献

[1] Tsung-Po, Lai,Woodring E, Wright,Jerry W, Shay,Comparison of telomere length measurement methods.[J] .Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2018, 373: 0.

[2] Stephanie L, Bakaysa,Lorelei A, Mucci,P Eline, Slagboom et al. Telomere length predicts survival independent of genetic influences.[J] .Aging Cell, 2007, 6: 0.