漫談衰老與端粒

要想抓到「衰老」這個竊賊，似乎是一樁不可能完成的任務。到底是什麼原因造成白髮叢生，皺紋爬滿面龐，變為駝背老公公的呢?自古以來，均無定論。直至今日，有關引起衰老的假說雖層出不窮，但猶如瞎子摸象，各說各的，莫衷一是。 中國論文網 http://www.xzbu.com/6/view-2817496.htm　　本文拋開各種各樣的假說，讓衰老的偵探鑽入細胞的DNA里去一探究竟。DNA是一根很長很長的螺旋形長鏈。上面分布有不同的鹼基對。這些稱為嘌呤和嘧啶的鹼基對組成三聯體密碼，也即基因，控制著機體的各種遺傳癥狀，決定人的高與矮、頭髮的直與曲、眼睛的藍與黑，等等。衰老偵探花了九牛二虎之力希望在DNA二條螺旋上找到引起「衰老」的元兇，但是按照三聯體密碼的思路始終沒有找到衰老的相應控制基因。也就是說「人體衰老」不是由DNA中央的一組基因來掌控的；不是由哪一段基因來決定老鼠的壽命為4年，狗的壽命為29年，或人的壽命為120年(這裡暫時不論及影響壽命長几年的「長壽」基因)。 　　衰老由誰來控制呢?科學家日思夜想，認為這個主宰者總與DNA有關係。然而，一些專家所忽視的DNA，從1978年以後被老年學家格外關注，這就是染色體末端的如尾巴似的重複DNA片段，稱為端粒(Telo―mere)。 　　染色體是由DNA長鏈圍繞而形成的棒棒。在棒的末端有一些如龍鬚一樣的DNA,有長有短，人們多少年來不知它們的功能。 　　我在加拿大多倫多大學參加了一次有關衰老的學術討論會，會上C.B.Hailey教授有個精彩的發言，他總結了端粒的主要功能以及相關有趣關係。Hai―ley教授說： 　　第一，端粒是一段染色體尾巴上的DNA。它以六個核苷酸重複出現，細胞越年輕，端粒越長；細胞越老，端粒越短。細胞每分裂一次，端粒即縮短一段。哺乳動物每次分裂，端粒的DNA丟失30-200bp(鹼基對)。 　 第二，最要緊的是，端粒的縮短與衰老的發生有關，一旦細胞端粒的長度縮短到一個極限，即縮短到不能再短的時候，細胞呈現「衰老」。這也就是美國著名學者發現的人類細胞只能分裂±50代的道理。因為每次分裂令端粒變短，50次分裂後端粒已剩不多。衰老控制了細胞。 　　第三，發現了一種與端粒合成有關的酶一端粒酶，每當端粒變短時，該酶可製造出端粒使端粒加長。可惜在正常的體細胞中缺乏端粒酶。因而細胞不能避免衰老的歸宿。由於腫瘤細胞中含有端粒酶，令端粒永遠處於恆長的狀態，於是，惡性腫瘤細胞再分裂也不會衰老，成為「永生的細胞」。 　　時間過去了幾年了，有關端粒酶的研究前仆後繼，熱鬧非凡。但是Hailey教授總結的幾點仍為基礎原則。 　　2009年諾貝爾生理學獎頒給了研究端粒的三位科學家：美國科學家布萊克本、格雷德和紹斯塔克，以表彰他們對端粒結構和功能的研究成果。布萊克本說道：端粒是細胞內染色體末端的「保護帽」，它能夠保護染色體，而端粒酶在端粒受損時能夠恢復其長度。 　　端粒的發現，使衰老、永生和疾病發生了戲劇性的關聯。細胞隨分裂而縮短端粒長度，一旦短到極限，細胞老態龍鍾了，繼而將走向死亡之路。然而端粒酶卻可以不時合成端粒，使這些DNA上的鬚鬚恆長不減。 　　總之，端粒和端粒酶的研究，有助於剖解醫學領域裡的癌症、一些特定遺傳病和衰老等難題。例如： 　　癌症吞噬了成千上萬人的生命。若把癌細胞中的端粒酶清除，使癌也經歷端粒縮短的結局，不是可以治癒腫瘤了嗎?是的，美國學者正在用藥物或抗體將癌細胞中的端粒酶去除，使之改變它的惡變性質。我們期待實驗能取得成功。 　　再者，將端粒酶加到衰老細胞中去，是否能夠延長衰老細胞的壽命呢?答案是肯定的。遺憾的是它可能孕育著轉向癌細胞的危險。 　　那麼，有沒有可以延長端粒(亦即延長壽命)但又不傷身體的方法呢?或許有的。中藥給了我們以希望： 　　上海復旦大學附屬華山醫院的沈自尹教授等研究發現中藥淫羊藿總黃酮(EF)可明顯延長人二倍體成纖維細胞的傳代壽命，其機制是通過P16～PRb途徑延緩衰老細胞端粒的縮短，用藥後細胞的端粒長度則幾乎比老年細胞延長了一倍。這是中藥調節端粒長度的首次報道。 　　最近的研究顯示，人蔘皂苷亦可改變細胞端粒長度和調控端粒酶活性。 　　經人蔘皂苷處理的細胞，端粒酶的活性顯著提高。這從分子生物學層面證實了人蔘延緩細胞的衰老的進程。 　　瞎子摸象，這次是摸到「端粒」這根「大腿」。談來頭頭是道，是否真的已經觸及「衰老」的真諦，仍需假以時日，讓我們拭目以待吧!
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