08 / 02 / 2021

端粒研究了几十年,为何没能有效延长寿命?就是因为导致细胞衰老或Haiflick极限(海弗利克极限)的原因,端粒只负责一半,还有另一半。现在终于找到了另一半。返老还童的障碍终于扫除了,有兴趣可以到知网下载。

Bodnar 等将人端拉酶催化亚单位cDNA转染人视网膜色素上皮细胞或成纤维细胞后,衰老速率减慢,体外倍增代数延长了约20代。所以,人类体细胞引入端粒酶似能“延年益寿”,但不能使细胞长生不老。Kiyone等报道,使人上皮细胞永生化,既要引入端粒酶,还要使Rb和p16INK4等抑癌基因失活。可见有端粒酶活性只是人类体细胞长生不老的条件之一,如使其永生化,还应辅以其他条件(端粒酶的医学应用前景与局限性,童坦君,张宗玉,中华医学杂志,2003)。

细胞衰老的端粒DNA和核糖体DNA共调控假说认为,导致细胞衰老或Haiflick极限的根本原因是端粒DNA和核糖体DNA总拷贝数决定的,也就是说,在一个衰老的细胞中,端粒不缩短,核糖体DNA的拷贝数必会进一步减少,反之亦然。例如,有一种寿命很长的蝙蝠,端粒缩短不明显,但它体细胞衰老过程核糖体DNA的拷贝数必会不断丢失。人成年到老年的心肌细胞端粒缩短也不明显,但核糖体DNA的拷贝数必会不断丢失。人成纤维细胞在传代过程,核糖体DNA拷贝数几乎不变或略有增加,但端粒必会不断缩短。小鼠骨髓细胞核糖体DNA拷贝数几乎不变或略有增加,但端粒必会不断缩短。

如果将不能再传代的人成纤维细胞或小鼠骨髓细胞端粒延长,又会再传代,但传代次数是有限的,即使保持端粒不缩短,也会停止传代并死亡,例如,2015年,斯坦福大学的科学家将经化学修饰过的人端粒酶信使核糖核酸(hTERT mRNA)递送到成纤维细胞瞬间延伸端粒,即使多次延伸端粒,保持恒定的较长的端粒,最多只能再传代28次,然后成纤维细胞就会死亡。按照《细胞衰老的端粒DNA和核糖体DNA共调控假说》认为,这些人为保持长端粒的成纤维细胞不能继续分裂的原因,是核糖体DNA拷贝数减少到了一定水平。