多文端粒相关研究成果 端粒细胞保护分裂癌 短老

顾汉现

多篇文章解读近期端粒相关研究成果！

端粒细胞保护分裂癌 短老

2019-03-21 22:54

端粒是真核生物染色DNA末端的特殊结构，如今很多研究人员通过研究发现，端粒的长度与很多疾病的发生直接相关。本文中，小编整理了多篇研究报道来解析科学家们在端粒研究上取得的重要成果，分享给大家！



【1】EMBO J：揭秘染色体端粒的调节机制

doi：10.15252/embj.2018100476

染色体顶端有一种称之为端粒（telomeres）的结构，端粒就好比是鞋带末端的塑料保护罩，其类似于一种保护帽，来预防遗传物质伸展并被“腐蚀”，当端粒无法有效发挥功能时，其就会导致遗传物质被完全“腐蚀”，并诱发癌症以及年龄相关的疾病。

近日，一项刊登在国际杂志EMBO J上的研究报告中，来自葡萄牙和法国的科学家们通过研究发现了端粒调节的一个关键步骤。如今研究人员发现越来越多的人类综合征归因于端粒的功能障碍，其中一种人类疾病就是名为CST的蛋白复合体功能异常所致，CST主要负责维持端粒功能，该复合体发生缺失就会引发名为Coats Plus的端粒疾病，这种综合征具有遗传性，而且主要特点表现为机体胃肠系统、骨骼系统、大脑等系统功能异常。

【2】NAR and Structure：揭示酵母染色体端粒粘附到细胞核内膜上的调控机制

近日，刊登在国际杂志Nucleic Acid Research 和Structure 上的研究报告中，来自中国科学院生物化学与细胞生物学研究所的科学家们通过研究系统性地揭示了Bqt4在端粒-核膜连接中发挥功能的分子机制。

真核细胞染色质通常会区域性地定位于细胞核内膜周围，这一现象在高等生物细胞中普遍存在。染色质与核内膜的粘连是受到动态调控的，如体细胞有丝分裂期间染色质末端（端粒）会被招募到细胞核内膜上，进入有丝分裂期端粒又会从细胞核内膜上解离下来。这一周期性的端粒-核膜连接对染色质稳态的维持以及细胞分裂至关重要。在裂殖酵母细胞中，端粒与细胞核内膜的连接通过端粒蛋白Rap1和核内膜蛋白Bqt4来完成。然而其具体的相互作用模式以及细胞周期性调控机制并不是很清楚。



【3】Frontiers in Physiology：运动机能与端粒长度之间的关系

doi：10.3389/fphys.2018.01110

一项针对来自五个欧洲国家的1，200多人的新研究发现，端粒长度较短的老年人更有可能难以进行日常活动。相关结果发表在《Frontiers in Physiology》杂志上。这表明短端粒是与年龄相关的功能衰退的独立危险因素。该研究表明减缓端粒缩短的趋势可能对老年人的身体能力产生积极影响。

瑞典厄勒布鲁大学的Fawzi Kadi博士说：“虽然一些环境和生活方式因素可能导致老年人身体功能降低，但这种与年龄相关的衰退的生物学机制在很大程度上是未知的。” “我们的研究表明，端粒长度可能是衰老人群功能衰退的一个生物因素。”

【4】PNAS：患病心脏中的心肌细胞端粒较短

doi：10.1073/pnas.1714538115

根据斯坦福大学医学院研究人员的一项新研究，一类患有叫做“心肌病”的心脏病患者心肌细胞中的端粒异常短。端粒是一种DNA序列，可作为染色体末端的保护帽。

这一发现与之前的一项研究相吻合，该研究表明患有杜氏肌营养不良症（一种遗传性肌肉萎缩疾病）的人在其心肌细胞端粒较短，这些患者通常因心力衰竭而过早地死亡。

虽然目前还不知道发育不良的端粒是直接影响心肌细胞的功能，还是由于心力衰竭而产生间接效应，但这一研究结果为一系列有趣的研究和药物发现打开了大门。也可能有一天，研究人员和临床医生可以识别因心肌病而有心力衰竭风险的人。“心肌细胞中端粒的缩短似乎是由于遗传缺陷引起的心脏衰竭的可靠标志，”斯坦福大学心血管研究所成员，微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说道。



【5】Human Reproduction：震惊！生孩子或让母亲端粒衰老11年！

doi：10.1093/humrep/dey024

一项由乔治梅森大学全球和社区卫生系的研究人员完成的新研究发现和没有生过孩子的女性相比，生过孩子的女性端粒更短。端粒是我们染色体上DNA末端的帽子，可以帮助DNA复制，但是会随着时间延长而变短。过去研究已经发现端粒的长度与发病率和死亡率有关，但是这项研究是第一项检测生孩子与端粒长度关系的研究。

他们的发现发表在《Human Reproduction》上。研究人员报道，生过孩子的女性的端粒长度相当于11年后端粒的长度，换句话讲，生孩子使女性衰老了11岁。而这个长度变化甚至比报道的吸烟或者肥胖导致端粒长度的变化程度更大。领导该研究的Anna Z. Pollack教授指出：“尽管有这些数据，我们也无法下结论说生孩子与端粒缩短有关，或者仅仅那些生过孩子的女性的端粒开始变短。”还需要考虑的其他因素包括压力和社会支持，以及是否男性身上也有相似的现象。

【6】Cell：我国科学家从结构上揭示招募酵母端粒酶到端粒上机制

doi：10.1016/j.cell.2017.12.008

端粒是位于染色体末端的重复性DNA片段。细胞每分裂一次，它的端粒就会缩短一点。如果缺乏这些保护性的端粒，这种缩短将会破坏染色体，从而杀死细胞。在细胞中，一种被称作端粒酶（telomerase）的酶延长端粒。

当胎儿细胞在早期发育期间快速地增殖时，存在于这些细胞中的端粒酶阻止DNA过度缩短，但是随后这些酶被关闭，端粒随着时间的推移而逐渐缩短，这是细胞自然老化过程的一部分。众所周知，老年人往往比年轻人具有更短的端粒。

另一方面，癌细胞劫持端粒酶，让这种酶重新表达来维持端粒长度，从而让它们不受衰老相关死亡的影响。为了杀死癌细胞，科学家们长期以来一直在寻找能够靶向端粒酶的让细胞存活的能力的药物。但是为了开发这样的药物，科学家需要更好地理解端粒酶如何到达和延长端粒。



【7】Cell：重磅！揭示细胞识别端粒缩短机制

doi：10.1016/j.cell.2017.06.006

-端粒保护着我们的染色体，非常类似于位于鞋带末端的阻止鞋带松散开的塑料帽。在细胞的一生当中，端粒每经历一次细胞分裂就逐渐地变得更短，因此，作为一种保护帽，端粒变得越来越没有效果。如果它们变得太短，那么这就意味着细胞的遗传物质受到破坏，细胞停止分裂。端粒缩短和下降的细胞分裂被认为衰老的特征，并且可能导致衰老过程。

然而，端粒缩短也是一种抵抗癌症的防御机制，这是因为高度增殖性细胞仅当它们的端粒不会缩短时才能够发生分裂。因此，端粒缩短是一把双刃剑，必须受到仔细地调控才能在衰老和癌症预防之间取得一种平衡。当端粒在细胞一生当中较早地因意外因素被剪短时，它必须得到修复，这样细胞就不会过早地变得衰老。

在一项新的研究中，来自德国分子生物学研究所（IMB）和美茵茨大学（JGU）等研究机构的研究人员进一步揭示出端粒的秘密。他们发现一种被称作TERRA的RNA分子有助确保非常短的（或者说断裂的）端粒再次得到修复。
http://news.bioon.com/article/6735805.html


【8】JCI：端粒可以缓解疾病与衰老

doi：10.1172/JCI90338

来自Gladstone研究所的科学家们在小鼠试验中发现一种能够缓解人类疾病与衰老的新机制，这一机制或许能够解释人类疾病严重程度为何如此之高。这些都源于端粒-保护染色体随年龄增长不断缩短的末端结构-的重要作用。

端粒的逐渐失活与年龄增长以及疾病的发生之间存在紧密的联系，但端粒的长度是如何影响人类疾病的目前仍是一个迷。如今科学家们发现，在患有人类心脏病的小鼠中，端粒酶的缩短会导致心脏钙信号波动的失控，进而产生致命性的严重后果。这一发现使得研究者们能够针对这一疾病设计新型药物，并能够通过这一角度对人类的其它疾病进行研究。

动脉阀钙化症（CAVD）是导致心阀以及血管中钙沉积的疾病，严重情况会导致血管硬化。目前这种疾病仅仅能够通过手术置换心脏阀门，这是世界上第三大严重的心脏疾病，75岁以上的人群中有3%受到该病的影响。CAVD随着年龄的增长而越发严重，其根本原因则是NOTCH1基因的突变。



【9】Cell：利用CRISPR辅助的纳米显微技术揭示端粒酶探查端粒机制

doi：10.1016/j.cell.2016.07.033

当染色体复制时，它的末端会发生磨损。这没有什么大问题：染色体的末端有额外的缠绕，因此这种磨损不会到达染色体的主体部分，在那里有重要的信息贮存着。这种额外的缠绕被称作“端粒”。随着时间的推移，在多次复制后，这种端粒发生降解，直到染色体丢失它的保护性末端，因而这种磨损会到达染色体的主体部分，从而破坏染色体和导致细胞死亡。

这非常不错---最终的细胞死亡本就是它应当这样的。若没有细胞死亡，就会产生细胞永生性，而当存在细胞永生性时，就表明有癌症存在。在端粒遭受降解时，癌细胞也同样快速地延长端粒从而抵消它们的降解。癌细胞是利用端粒酶填补端粒来做到这一点的。基本上，当端粒酶发现端粒和附着到它的上面时，它就将一种DNA重复序列添加到已经存在于端粒上的这种DNA重复序列上，延长这种端粒，从而为染色体添加上保护性末端。

【10】JAMA子刊：端粒缩短一定代表不健康吗？

doi：10.1001/jamaoncol.2016.5945

端粒是染色体末端由重复DNA序列组成的区域，负责保护染色体末端不受损伤。端粒缩短被认为是细胞衰老的生物学标记，与多种疾病有关，包括癌症和心血管疾病，但是这些关联是否具有因果关系还未可知。

来自英国布里斯托大学的一支研究团队进行了一项关于长端粒会对83种疾病风险产生何种影响的新研究，其中包括癌症、心血管疾病、糖尿病、精神疾病以及自身免疫疾病，共包括420081例病例和1093105名对照，在研究中研究人员使用了一种叫做“孟德尔随机化”的分析方法。

研究发现更长的端粒似乎会增加几种癌症风险，包括神经胶质瘤，卵巢癌，肺腺癌，神经母细胞瘤，膀胱癌，黑色素瘤，睾丸癌，肾癌和子宫内膜癌，但是可以降低冠心病、腹主动脉瘤、乳糜泻和间质性肺病的患病风险。（生物谷Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6735805.html



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