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谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

研究报告说,压力会缩短端粒。构成我们身体的37万亿个细胞在不断地进行新陈代谢,旧的细胞被新的细胞所取代。

 

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

 

在细胞里,有一个叫做细胞核的结构。细胞核里有染色体。染色体是DNA包裹在蛋白质中的结构。在每条染色体的末端都有一个叫做端粒的片段,它会随着每一个细胞的分裂而缩短。

 

这篇文章将介绍端粒和干细胞之间的关系。

长寿的关键是什么?

 

当细胞分裂时,端粒的数量会减少,端粒会变短。如果端粒数量减少到一定水平以下,染色体就会变得不稳定。如果端粒太短,细胞最终将无法分裂,进入一种叫做“细胞死亡”的状态。

 

因此,人们认为端粒的长度决定寿命的长短。同时人们也认为端粒长度过短会增加患癌症、中风和其他疾病的风险。

端粒有两种功能

 

一种功能是保护染色体的末端。当染色体暴露时,它们会粘合在一起,变得不稳定,导致细胞死亡和癌症。端粒位于DNA序列的顶端,就像帽子一样,保护染色体。

 

另一种是染色体末端的完全重复。它负责DNA在细胞分裂过程中准确复制和分配到新细胞的稳定性。当端粒从顶端消失时,就不再有细胞分裂,从而消除了复制错误。

 

当端粒变短,细胞功能变弱。例如,产生胶原蛋白的能力,这是皮肤弹性的来源,被削弱,导致下垂的皮肤和皱纹。目前,关于延长端粒以延缓衰老和预防癌症、中风等疾病的研究仍在进行中。

 

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

 

防止端粒丢失的端粒酶

 

1985年,人们发现了一种能减缓或延长端粒缩短的酶。这种酶叫做“端粒酶”。发现这种酶的伊丽莎白-布莱克本博士和她的同事在2009年获得了诺贝尔生理学和医学奖。

 

端粒酶是一种阻止端粒长度缩短的酶。众所周知,用于再生医学的ES细胞和iPS细胞可以半永久增殖。这是因为端粒酶阻止端粒缩短,并允许DNA复制,不管它分裂多少次。

 

这种端粒酶在普通细胞中不起作用,只在三种细胞中起作用。这三种类型是生殖细胞、干细胞(包括ES细胞和iPS细胞)和癌细胞。

 

使端粒酶工作的三种细胞

 

研究证实有三种类型的细胞,使端粒酶工作。

 

生殖细胞

 

生殖细胞是指在生殖过程中负责向下一代传递遗传信息的细胞。在人类身上,它们是卵子和精子。在生殖细胞中,端粒酶的活性维持在较高的水平,DNA被永久地维持在几乎恒定的长度,这是由生物体的类型决定的。换句话说,我们从遥远的祖先那里继承了几乎相同长度的DNA,这意味着物种被保存下来了。

 

干细胞

 

干细胞通过每天分裂以弥补由于新陈代谢而失去的细胞。

 

有研究认为在人类有生之年,干细胞的细胞分裂数

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

 

例如,骨髓中的造血干细胞将活跃地分裂和生长为红细胞、白细胞和血小板。因为端粒酶的作用是恢复缩短的端粒,所以每天都能产生大量的血液成分。

 

癌细胞

 

有些人认为,由于DNA复制错误,癌细胞继续无限期地增殖。由于端粒酶的不断增殖,抑制端粒酶是否能阻止癌细胞的无限增殖一直是研究的热点。

延长端粒的方法

 

“在这个100岁的年龄,我想要更年轻,并延长我的健康寿命。”

 

很多人都会有这样的希望。如果你阻止端粒消失,你能通过延长端粒的长度来达到健康和长寿吗?

 

干细胞可以通过伸长端粒,从而确保足够的细胞分裂以促进发育、组织周转和组织再生(如下图)。

 

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

 

之前的研究显示端粒功能的丧失是由于端粒酶功能紊乱或内源性或外源性损伤后干细胞的耗竭所致,从而导致再生发育不良,并容易导致肿瘤的生长。这时通过补充干细胞,让端粒功能得到维持,从而实现抗衰目的。

 

通过多能干细胞改造的超长端粒小鼠显示患癌概率大幅降低,存活时间延长,更强的伤口愈合能力(如下图)。

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

谈谈端粒和干细胞,以及抗衰老那些事

 

 

科学家们也为了我们提供了至少两种机制来解释为什么干细胞能让我们正常的细胞端粒延长:

 

干细胞可以促进端粒酶活性升高

 

干细胞可以减少细胞DNA甲基化

 

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