重建端粒酶活性延长人成纤维细胞寿命的研究

正常人体细胞DNA的端粒随着细胞分裂而缩短,当缩短至一定长度时细胞将停止增殖并衰老死亡。细胞中的端粒酶对端粒起着补足长度的作用。但端粒酶在正常体细胞中不表达,只在生殖细胞、干细胞和肿瘤细胞中表达。最近已有将人端粒酶亚单位基因导入正常人体细胞而使细胞寿命延长的报道。本研究将人端粒酶催化亚基(hTERT)基因用电穿孔法转入正常人体成纤维细胞,筛选出阳性克隆后传代培养,确认外源性端粒酶基因表达和端粒酶活性的重建,证实细胞衰老延缓;同时,通过DNA整倍性和染色体核型分析,明确这些寿命延长的细胞并未发生恶性转化。目的在于通过在具有成骨潜能的成纤维细胞中重建端粒酶活性来延长它们作为骨修复种子细胞的寿命,并且对它们进一步用于临床的安全性进行考察。     

端粒延长替代机制与DNA修复途径

端粒长度和结构的稳定与肿瘤及衰老的发生密切相关,端粒维持机制(telomere maintenance mechanism,TMM)的激活对稳定基因组和建立细胞永生化至关重要。85%~90%的肿瘤细胞是通过激活端粒酶来维持端粒长度的,10%~15%的肿瘤细胞在端粒酶失活或不足的情况下,利用同源重组或其他多种机制维持端粒长度,这些端粒维持机制统称为端粒延长替代机制(alterative lengthening of telomere,ALT)。ALT端粒DNA通过染色体外游离的端粒重复DNA来合成。这提示,在ALT端粒维持时进行的DNA修复机制可能有利于阐明衰老与肿瘤之间的辩证关系。该文从ALT端粒DNA维持的角度,阐述和总结了ALT肿瘤中几种DNA修复途径及ALT活性相关蛋白如何维持端粒长度和功能的完整性。     

端粒长度及变化规律

端粒是位于染色体末段的一种特殊结构,具有维持染色体稳定的功能。不同的细胞,同一细胞的不同染色体具有不同的端粒长度;端粒长度是由基因控制的,并受到各种外界因素的影响;端粒长度随细胞的增殖与分化而缩短或者延长,细胞内在的端粒长度调控机制控制着端粒长度在一定的范围内变化。本文还分析了在端粒长度研究方面存在的问题。     

流式原位荧光杂交——测定端粒长度

端粒是染色体末端ＤＮＡ重复序列与特异结合蛋白的复合体。脊椎动物端粒重复序列是 5′ＴＴＡＧＧＧ3′。端粒长度可以作为细胞的“分裂时钟” ,反映细胞的分裂能力。作为染色体末端的帽状结构 ,端粒还有其他生物学功能 :保证染色体完整性 ,使真正的遗传信息得到完整复制 ;保护染色体末端 ,防止染色体异常重组而影响细胞分裂 ;指导染色体与核膜相接。端粒 端粒酶系统对细胞增殖、细胞衰老、细胞永生化、癌变、发育生物学、ＨＩＶ感染的免疫反应、免疫缺陷等有重要意义[1～ 3] 。因此端粒动力学的研究十分重要。1 .ＤＮＡ印迹杂交端粒长度测…     

端粒及端粒酶的研究进展

端粒是真核细胞染色体末端的特有结构,是由端粒结合蛋白和一段重复序列的端粒DNA组成的一个高度精密的复合体,在维持染色体末端稳定性,避免染色体被核酸酶降解等方面起着重要的作用。端粒的长度、结构及组织形式受多种端粒结合因子的调控。由于端粒的重要性,在哺乳动物细胞里,端粒的长度或端粒结构变化与癌症发生及细胞衰老有密切的关系。由于末端复制问题的存在,随着细胞分裂次数的增加,端粒不断缩短,细胞不可避免的走向衰老或凋亡。由于在细胞分裂过程中端粒长度的不断缩短与细胞分裂代数增加具有相关性,即端粒长度反应了细胞的分裂次数,因此有人将端粒形象的比喻为生物时钟。在90%的癌细胞中,端粒酶被重新激活,以此来维持端粒的长度,使细胞走向永生化。简要综述了端粒、端粒酶及端粒酶结合蛋白的最新研究进展。     

端粒及端粒酶研究的最新进展

端粒是位于真核细胞染色体末端由重复DNA序列和蛋白组成的复合物,它具有保护染色体、介导染色体复制、引导减数分裂时的同源染爸体配对和调节细胞衰老等方面的作用。正常体细胞每分裂一代,端粒就会缩短一段,而端粒酶的作用是将一段端粒序列加到端粒末端,从而维持端粒长度。正常体细胞中是没有端粒酶活性的,而在大多数肿瘤细胞中都发现了端粒酶的表达,提示端粒和端粒酶在癌症发生和肿瘤细胞行为中具有重要作用。     

染色体是如何被端粒和端粒酶保护的?——2009年诺贝尔生理学或医学奖解读

端粒对维持染色体的稳定和延长细胞寿命至关重要,其长度的维持有赖于端粒酶的存在.布莱克本和绍斯塔克发现端粒中的一种独特DNA序列能保护染色体免于退化,格雷德和布莱克本发现了端粒酶及其作用.这些发现揭示了端粒形成和端粒酶保护染色体的机理,3位美国科学家因此荣获2009年诺贝尔生理学或医学奖.     

HIV感染者CD28~-、CD8~ T细胞亚群的端粒缩短

ＨＩＶ感染者ＣＤ２８－、ＣＤ８＋Ｔ细胞亚群的端粒缩短端粒（ｔｅｌｏｍｅｒｅ）是染色体末端的独特的六核苷酸重复序列,其作用是维持染色体的完整性。体细胞在多次分裂之后其端粒变短。正常成人体细胞在分裂２５次后其分裂能力即发生不可逆终止,此现象称为“复制性衰...     

曲古抑菌素A对克隆猪端粒长度的影响

端粒是染色体末端结构, 在细胞分裂时随着DNA复制而缩短, 体细胞核移植能不同程度地延长端粒长度, 但有些克隆动物端粒的长度在体细胞核移植过程中不能有效恢复, 因而这些克隆动物就会表现出早衰现象。文章发现克隆东北民猪以及eGFP、Mx和PGC1α转基因克隆猪的端粒长度与核供体成体成纤维细胞相比显著缩短(P<0.05), 表明体细胞核移植的重编程过程没能延长细胞的“寿命”。曲古抑菌素A(Trichostatin A, TSA)是一种去乙酰化酶抑制剂, 有研究表明其能提高某些物种的体细胞核重编程效率。为了使端粒长度有效恢复, 文章利用40 nmol/L TSA处理1细胞期猪克隆胚胎24 h, 结果发现, 与对照组相比, TSA处理能显著地提高克隆胚胎体外发育的囊胚率(16.35% vs. 2 7.09%, 21.60% vs. 34.90%, P<0.05), 而且囊胚期端粒长度也得到显著延长(P<0.05)。克隆胚胎移植受体后得到了TSA处理组与非处理组的克隆猪, 虽然TSA处理并没有提高克隆效率(1.3% vs. 1.7%, TSA vs. control), 但端粒长度与对照组和供体细胞相比均显著延长(P<0.05)。猪体细胞核移植不能有效恢复端粒长度, 但是TSA处理能有效延长克隆猪端粒长度。     

细胞DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的功能

真核生物的DNA损伤检控系统是维持细胞基因组稳定的一个重要机制,该系统能检测细胞在生命活动过程中出现的DNA损伤并引发细胞周期阻滞,对DNA损伤进行修复,以维持细胞遗传的稳定性。端粒是位于真核细胞染色体末端由重复DNA序列和蛋白质组成的复合物,具有保护染色体、介导染色体复制、引导减数分裂时的同源染色体配对和调节细胞衰老等作用。虽然端粒与DNA双链断裂都具有作为线性染色体末端的共同特点,但正常端粒并不像DNA双链断裂那样激活DNA损伤检控系统。另一方面,端粒又与DNA损伤相似,因为多种DNA损伤检控蛋白在端粒长度稳定中起重要作用。因此DNA损伤检控系统既参与了维持正常端粒的完整性,又可对端粒损伤作出应答。现就DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的作用及其对功能缺陷端粒的应答作一简要综述。     

端粒生物学与肿瘤治疗

端粒的生物学功能主要是保护染色体末端,避免核酸酶对染色体末端的降解,防止染色体之间发生融合和重排。大多数人类肿瘤细胞通常通过端粒酶活性的重新激活来延长端粒,从而稳定染色体端粒DNA的长度。端粒酶是由端粒酶逆转录酶和端粒酶RNA模板组成的具有特殊逆转录活性的核糖核蛋白复合物。抑制端粒酶阳性细胞中的端粒酶活性会导致细胞凋亡或衰老。目前有多种以端粒和端粒酶为靶点来进行肿瘤治疗的策略。     

DNA端粒控制的解密

维持基因组完整性是每个生物生存的关键 ,端粒保护是维持这一稳定的重要机制之一。体内有多种蛋白复合物共同作用以保证DNA末端不丢失或染色体末端不发生融合。端粒酶和其它一些蛋白在维持端粒的过程中有重要作用 ,这些蛋白如何共同维持端粒的正确长度并在细胞分裂过程中复制端粒是一个复杂的机制。Loayza等发现 ,人体内的POT1是一种与酵母细胞中结合单链端粒DNA蛋白相关的蛋白。POT1分子出现在人染色体的末端 ,而且POT1出现在染色体末端的量与多鸟嘌呤核苷酸单链重复区域多少有关 ,重复区域越多 ,POT1出现的越多。POT1不是完全靠…     

端粒酶的发现者——格雷德

端粒是真核生物染色体末端存在的一种特殊结构。对于保护染色体免受降解和阻止末端融合具有十分重要的意义,此外它的长度还与细胞寿命相关。端粒DNA的延长由端粒酶催化完成,而端粒酶是1984年由格雷德首先鉴定成功,从而极大推动了端粒的深入研究。由于端粒和端粒酶的重要生理功能．格雷德与另外两位科学家分享了2009年诺贝尔生理学与医学奖。简单介绍格雷德端粒酶的发现过程及研究意义。     

病毒的致癌机制

人乳头瘤病毒16型(HPV-16)造成颈部肿瘤的途径之一可能是活化端粒酶,这种酶的作用是向染色体末端加添端粒TTAGGG重复,由此而使细胞恶性增殖。 位于染色体末端的这些端粒的丧失由细胞龄期及复制决定。当端粒达到一定长度时,细胞便停止分裂。许多肿瘤通过端粒酶避免这一过程的发生。     

靶向端粒抗肿瘤药物的研究进展

端粒是真核生物线性染色体末端的特殊结构,由端粒重复序列DNA和端粒结合蛋白组成,具有保护线性DNA末端、维持染色体稳定性等重要作用。随着细胞分裂次数的增加,端粒长度会逐渐缩短,最终引起细胞衰老或凋亡。端粒长度的维持对持续分裂的肿瘤细胞具有重要的意义。所以,端粒是肿瘤治疗的一个重要靶点,端粒长度维持机制及其相关靶向药物(端粒酶抑制剂、端粒延伸替代机制阻断剂、端粒G-四链体稳定剂以及端粒类似物T-oligo)的研究对于肿瘤治疗有着重要指导意义及临床应用价值。本文聚焦上述四个方向,对以端粒为靶点的抗肿瘤药物的最新研究进展进行综述。     

端粒酶与肿瘤

端粒(telomere)是存在于真核生物线性染色体末端,由串联重复的DNA序列及其相关蛋白所组成的结构。由于能防止染色体的端-端融合、重组和降解,故具有稳定染色体的作用。众所周知,参与真核生物线性DNA复制的DNA聚合酶并不能使染色体DNA完全复制,因而染色体末端的端粒序列在不断分裂的过程中逐渐缩短。当人染色体的末端,又称末端限制片断TPF(terminal restriction fragments),缩短到5—7Kbp时,细胞就会发生衰老,因此,     

端粒与端粒酶的研究——解读2009年诺贝尔生理学或医学奖

三位美国科学家(Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider 和Jack W. Szostak)因发现“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”获得了2009年的诺贝尔生理学或医学奖．端粒是染色体末端的特殊结构,对染色体有保护作用,而端粒酶能合成端粒,使得端粒的长度和结构得以稳定．研究发现,端粒长度和端粒酶活性与细胞的寿命以及很多疾病发生直接相关．随着研究的不断深入,实现合理控制端粒的长度和端粒酶活性成为可能,这将有助于攻克医学领域“癌症、特定遗传病和衰老”三个重要领域的难题,有望研究开发出潜在的新疗法．     

端粒及端粒酶的研究进展

端粒是染色体末端独特的蛋白质-DNA结构,在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要的作用.端粒酶则是由RNA和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶.端粒长度和端粒酶活性的变化与细胞衰老和癌变密切相关.端粒结合蛋白可能通过调节端粒酶的活性来调节端粒长度,进而控制细胞的衰老、永生化和癌变.研制端粒酶的专一性抑制剂在肿瘤治疗方面有着广阔的前景.     

端粒和端粒酶紊乱促进阿尔茨海默病的机制研究进展

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,由DNA与蛋白质复合而成,可保护染色体末端免于降解和融合。随着细胞分裂,端粒逐渐缩短,从而驱动细胞和个体衰老,但是部分细胞可以通过表达端粒酶或其他方式延长端粒。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种与衰老密切相关的神经退行性疾病,大量研究揭示了血液或大脑细胞端粒长度改变与个体AD风险以及AD病程密切相关。AD小鼠模型研究数据表明,延缓端粒缩短可显著改善学习记忆能力,端粒酶可以通过依赖和不依赖其酶活性的方式改善小鼠的认知能力和病理表型。该文总结了端粒的结构与功能,综述了端粒长度改变与AD风险间的相关性研究,讨论了端粒酶预防AD发生发展的分子机制,系统性解析端粒及端粒酶紊乱与AD间的联系,对于扩大AD研究的广度和深度具有积极意义。     

盐胁迫下沙冬青细胞端粒酶活性的变化与DNA稳定性的关系

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是亚洲中部荒漠地区的常绿阔叶灌木,是古老的第三纪孑遗植物,具有极强的抗逆能力。旨在探究盐胁迫下沙冬青细胞端粒酶活性变化与染色体DNA稳定性的关系。结果表明,在100 mmol/L NaCl的低浓度盐胁迫处理下,随着处理时间的增加,端粒酶活性没有增加,未出现明显的DNA降解现象;当在500 mmol/L高浓度盐胁迫时,处理的初期端粒酶活性迅速的增加,但随着处理时间的延长,端粒酶活性下降,此时DNA未明显降解;当移除NaCl胁迫,端粒酶活性增加1.4倍,DNA保持稳定。因此推测,在盐胁迫下,沙冬青细胞端粒酶活性的维持对避免细胞遭受不可逆损伤,保持染色体DNA稳定性具有一定的作用。