端粒与干细胞的关系

构成我们身体的37万亿个细胞正在不断地进行新陈代谢,旧的细胞被新的细胞所取代。

在细胞中,有一种结构叫细胞核,在细胞核中,有染色体。 染色体是一种结构,其中DNA被包裹在蛋白质上。 在每条染色体的末端都有一段叫做端粒,已知端粒会随着细胞的每次分裂而缩短。

本文将为您介绍端粒和干细胞之间的关系。

掌握长寿关键的端粒究竟是?

每当细胞分裂时,端粒的数量就会减少,端粒就会变短。 如果端粒的数量减少到一定程度以下,染色体就会变得不稳定,如果端粒过短,细胞最终无法分裂,进入一种叫做 "细胞死亡 "的状态。 因此,人们认为端粒的长短可能表示寿命的程度。

还有人认为,端粒的长度过短会增加患癌症、中风等疾病的风险,在预防医学领域,现在有一种检测方法,通过检测一个人的端粒长度,来判断衰老程度和疾病风险,有助于改善未来的生活。

端粒有两种功能。

一个功能是保护染色体末端。 当染色体裸露在外时,它们会粘在一起,变得不稳定,导致细胞死亡和癌症。 端粒位于DNA序列的顶端,如同帽子一样,保护着染色体。

另一种是染色体末端的完全复制。 它负责DNA在细胞分裂过程中准确复制并正确分配到新细胞的稳定性。 当端粒从尖端消失时,不再有细胞分裂,从而消除了复制错误。

当端粒变短时,细胞的功能就会变弱,例如,作为皮肤弹性来源的胶原蛋白的生成能力就会降低,从而导致皮肤松弛和皱纹。 如今,延长端粒以延缓衰老,预防癌症、中风等疾病的研究正在进行。

防止端粒流失的端粒酶

1985年,人们发现了一种能减缓或延长端粒缩短速度的酶。 这种酶被称为 "端粒酶"。 发现这种酶的伊丽莎白-H-布莱克本博士和她的同事在2009年获得了诺贝尔生理学、医学奖。

端粒酶是一种防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细胞可以半永久性增殖,这是因为端粒酶无论分裂多少次都能防止端粒缩短,使DNA得以复制。

这种端粒酶在普通细胞中不工作,只在三种细胞中工作。 这三种类型分别是生殖细胞、干细胞(包括ES细胞和iPS细胞)和癌细胞。

使端粒酶起作用的三种类型的细胞

现在,我们将分别为您解说使端粒酶起作用的三种类型的细胞。

生殖细胞

生殖细胞是指在生殖过程中负责将遗传信息传递给下一代的细胞,在人类就是卵子和精子。 在生殖细胞中,端粒酶的活性保持在较高的水平,DNA永久地保持在一个由生物体类型决定的近乎恒定的长度。 换句话说,我们从远祖那里继承了几乎相同长度的DNA,这意味着物种得以保存。

干细胞

体干细胞是每天都会分裂的细胞,以弥补因新陈代谢而流失的细胞。 体干细胞,存在于全身,只分裂成某些类型的细胞,ES细胞,即胚胎细胞,iPS细胞是这类细胞的例子。

例如,骨髓中的造血干细胞会主动分裂生长为红细胞、白细胞和血小板。 因为端粒酶的作用是恢复缩短的端粒,所以每天可以产生大量的血液成分。 顺便说一下,骨髓移植,被称为白血病的治疗方法,就是将这些造血干细胞进行移植。

癌细胞

有人认为,癌细胞继续无限增殖,是由DNA复制错误引起的。 由于端粒酶持续增殖,所以正在研究抑制端粒酶是否能防止癌细胞的无限增殖。

延长端粒的方法

「在这个拥有100年生命的时代,我想变得年轻,并延长自己的健康寿命。」

许多人会有这样的希望。如果防止端粒消失,是否可以通过延长端粒的长度来实现健康长寿?

美国的实验发现了一种通过日常生活延长端粒的方法。 这就是 "运动"、"饮食"、"睡眠 "和 "人际关系"。 通过散步等有氧运动、吃以蔬菜为主的饮食、至少7小时的睡眠、与朋友和伴侣保持良好的关系,参与实验的人的端粒平均增加了10%*。

相反,还进行了有意激活端粒酶的实验,但使用小鼠进行的实验导致皮肤再生的同时形成了更多的癌细胞。因此人工增加的端粒酶是一把双刃剑。

令人惊讶的是,延长端粒的生活习惯也与健康促进和防癌习惯不谋而合。

此外,一些研究报告称,压力会缩短端粒。

预计关于干细胞和端粒的新发现将不断涌现,比如前面提到的端粒酶抑制治疗癌症。