端粒酶与癌症的关系共22页文档

端粒和端粒酶与肿瘤的发展概况

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端粒和端粒酶与肿瘤

发生的研究进展

学院：生命科学学院

专业：生物工程

姓名：

指导老师：

关键词端粒酶;端粒酶抑制剂;肿瘤治疗

在诸多探索中，肿瘤细胞永生化的“端粒端粒酶学说”已为越来越多的研究结果所证实。已有的研究表明，80%～90%的恶性肿瘤中均有端粒酶的活性表达，而大多数体细胞无端粒酶的活性，由此可见端粒酶的激活在细胞永生化及肿瘤的形成中具有十分重要的作用。近年来端粒酶抑制剂的研究和开发为肿瘤治疗提供了新的思路，并有可能成为肿瘤治疗的突破。本文中对近年来端粒酶的最新研究进展，特别是有关端粒酶抑制剂以及在肿瘤等疾病治疗中的应用前景，进行综述和分析。

端粒和端粒酶 (2)

未知驱动探索，专注成就专业

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端粒和端粒酶

简介

端粒

端粒是染色体末端的DNA序列，它们在细胞分裂过程中起着至关重要的作用。由于DNA分子难以完全复制，每次细胞分裂时，染色体的末端会缺少一部分DNA。端粒的存在可以预防染色体末端的缺失，保护染色体免受腐蚀和破坏。在人类细胞中，端粒一般由TTAGGG序列重复单元组成。

端粒酶

在保护端粒的过程中，端粒酶起着重要的作用。端粒酶是一种特殊的酶，它可以通过在染色体末端添加新的端粒序列来补全由分裂过程中丢失的端粒。端粒酶由一个蛋白质组成，称为酶的蛋白质组分（TERT），以及一个RNA（TERC），称为酶的RNA组分。这两个组分一起工作，将新的端粒序列添加到染色体末端。未知驱动探索，专注成就专业

2

端粒的功能

端粒在细胞分裂和染色体稳定性中起着重要作用。它们主要有以下功能：

1. 保护染色体末端：通过覆盖染色体末端，端粒可以防止DNA的损伤和丢失。由于DNA在非酶催化下难以完全复制，每次细胞分裂都会导致染色体末端丢失一段DNA序列。端粒的存在可以解决这个问题，保护染色体免受损伤。

2. 防止染色体融合：端粒可以防止不同染色体之间的融合。如果染色体末端丢失太多，它们可能会与其他染色体末端融合，导致染色体畸变和基因突变。端粒的存在可以阻止这种融合的发生。

3. 调控细胞衰老：研究发现，随着细胞分裂的进行，端粒会变短。当端粒变得过短时，细胞会停止分裂并进入衰老状态。这是由于端粒酶的催化作用受到抑制，无法继续添加新的端粒序列。因此，端粒的长度可以用于衡量细胞的寿命。未知驱动探索，专注成就专业

3

端粒酶的功能

端粒酶是有助于端粒功能的蛋白质复合物。它的功能主要包括以下几个方面：

1. 端粒延伸：端粒酶可以在染色体末端添加新的端粒序列，从而延长端粒的长度。它通过与端粒的RNA组分（TERC）结合，催化新的端粒序列的合成。这种端粒延伸过程能够补偿细胞分裂过程中失去的端粒序列，保持染色体的稳定性。

端粒酶名词解释

端粒酶是一种酶类，主要负责在染色体末端的端粒上催化反应，帮助维持染色体的稳定。它在有丝分裂和减数分裂中起到重要作用，并且在细胞衰老和癌症等生理和疾病过程中也发挥着关键的调控作用。以下是端粒酶的相关名词解释。

1. 端粒（Telomere）：端粒位于染色体的末端，是由DNA和蛋白质组成的重复序列。它和染色体的稳定性密切相关，起到保护染色体免受损伤和降解的作用。

2. 酶（Enzyme）：是一类生物催化剂，能够加速化学反应的进程，而自身在反应中不被消耗。端粒酶就是一种酶，它能够在特殊的序列上进行催化反应。

3. DNA（Deoxyribonucleic Acid）：是生物体中负责遗传信息储存和传递的核酸分子。端粒是由DNA组成的，它的特殊结构和功能与染色体的稳定性密切相关。

4. 催化反应（Catalytic Reaction）：是指酶能够加速和促进某些化学反应的进行。端粒酶的功能就是在特定的DNA序列上进行催化反应，帮助维持染色体的稳定。

5. 有丝分裂（Mitosis）：是有核细胞分裂的过程，包括一系列的步骤，从一个细胞分裂为两个细胞。端粒酶在有丝分裂过程中起到重要的作用，维持染色体的结构完整性和稳定性。

6. 减数分裂（Meiosis）：是有头细胞分裂的过程，主要发生在生殖细胞中，包括两个连续的细胞分裂步骤。端粒酶也在减数分裂过程中发挥关键作用，确保染色体正确分离。

7. 细胞衰老（Cellular Senescence）：是指细胞功能衰退和增老的过程，与机体衰老和相关疾病发生有密切关系。端粒酶在细胞衰老过程中起到调控作用，通过调控端粒的长度和稳定性，影响细胞衰老的速度和程度。

8. 癌症（Cancer）：是指由恶性肿瘤引起的疾病，具有不受控制地细胞分裂和生长的特点。端粒酶在癌症发生和发展中也发挥重要作用，其活性和表达水平与肿瘤的形成和侵袭能力有关。

总之，端粒酶是一种重要的酶类，通过催化反应维持染色体的稳定，参与有丝分裂、减数分裂、细胞衰老和癌症等生理和疾病过程。对于相关领域的研究和应用具有重要意义。

端粒

端粒及其端粒酶的研究

端粒是真核生物线形染色体末端的一种特殊的异质化结构,在稳定染色体及防止染色体在复制时缩短方面有重要作用。其行为的异常被认为同细胞衰老及肿瘤的发生发展有密切关系。端粒酶是一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白。近来的研究表明,端粒酶已不仅仅能维持端粒的长度,它更有助于肿瘤的形成。笔者综述了端粒的缩短所扮演的双重角色,以及端粒酶的激活与肿瘤之间的关系。

细胞的复制期限被认为由最终导致衰老的两个机制决定,一个是累积的DNA损伤,另外一个是端粒的进行性缩短。

但在人类端粒及端粒酶的基础研究中,还存在着许多难点,如:人端粒末端的精细结构,端粒的非端粒酶延伸机制;人端粒酶的具体结构及其基因所在的位置;端粒酶的激活机制及其活性调节等,均有待于回答。

衰老是一种多基因的复合调控过程,表现为染色体端粒长度的改变、DNA损伤(包括单链和双链的断裂)、DNA的甲基化和细胞的氧化损害等。这些因素的综合作用,才造成了寿命的长短。

人为什么会衰老,以至走向死亡呢?有研究者对导致人体细胞衰老的原因提出了程序假说和错误积累假说。人类的细胞并不能无限制地重复分裂,在分裂50~60次后便会停止。细胞不再继续分裂的机体组织,便呈现出衰老和机能低下的状态。随着细胞重复分

裂使端粒缩短到一定的长度,从而使细胞停止了分裂。这就是程序假说。细胞分裂的时候,DNA被复制,但是由于X射线、紫外线、活性氧、有害物质的损害,DNA会发生异常变化,于是DNA在复制过程中就会产生错误。随着错误的积累,生成了异常蛋白质,细胞机能变得低下,于是细胞便不能继续分裂,呈观出了衰老迹象。这就是所谓错误积累假说。

端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复片断, 由富含G的核酸重复序列和许多蛋白质组成, 不同个体的端粒初始长度差异很大，细胞培养研究表明,当端粒再也无法保护染色体免受伤害时,细胞就会停止分裂,或者变得不稳定。其功能是完成染色体末端的复制,防止染色体免遭融合、重组和降解。染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的,端粒的长度决定了细胞的寿命,故而被称为生命的时钟。

端粒效应epub

端粒效应是指在细胞分裂过程中，由于DNA的复制和修复能力有限，导致染色体末端的端粒逐渐缩短，最终导致细胞停止分裂或死亡。这种现象被广泛研究，并且与衰老、癌症等疾病的发生有关。

一、端粒结构和功能

1. 端粒的结构

端粒是染色体末端的一段DNA序列，通常由数百个重复序列单元（TTAGGG）组成。在人类中，每个端粒长度约为10至15千碱基对。除了DNA序列外，端粒还包括一些蛋白质和RNA分子。

2. 端粒的功能

端粒具有保护染色体稳定性和完整性的作用。它们可以防止染色体末端被解旋酶切断，并且可以帮助DNA聚合酶完整地复制染色体末端。此外，它们还可以防止染色体末端被识别为DNA损伤并触发细胞凋亡反应。

二、端粒效应与衰老

1. 研究历史

早在20世纪50年代，科学家们就发现，细胞在培养基中分裂次数有限，这种现象被称为“Hayflick极限”。后来的研究发现，这种现象与端粒长度的缩短有关。

2. 端粒长度和衰老

随着细胞不断分裂，端粒会逐渐缩短。当端粒长度缩短到一定程度时，细胞就会停止分裂或死亡。这种现象被称为“端粒耗尽”。

3. 端粒效应与衰老机制

端粒长度的缩短可能与衰老机制有关。当细胞停止分裂或死亡时，身体就会出现各种衰老现象。此外，端粒长度的缩短还可能导致染色体重排、基因突变等问题。

三、端粒效应与癌症

1. 癌细胞和端粒

癌细胞通常具有较长的端粒长度，并且可以通过一些机制保持其稳定性和完整性。这使得癌细胞可以无限制地分裂并形成肿瘤。

2. 端粒酶和癌症治疗

端粒酶是一种可以延长端粒长度的酶。一些癌症药物可以抑制端粒酶的活性，从而导致癌细胞端粒长度缩短并停止分裂。这些药物被广泛用于癌症治疗。

四、端粒效应和健康

1. 如何保持健康的端粒

一些生活方式和环境因素可能影响端粒长度。例如，锻炼、健康饮食、减少压力等都有助于保持健康的端粒。

2. 端粒测试和个体差异

目前已经开发出了一种叫做“端粒测试”的方法，可以测量一个人的端粒长度。不同个体之间的端粒长度可能存在差异，并且与衰老、癌症等方面有关。

端粒和端粒酶与衰老_癌症的潜在关系_2009年诺贝尔生理学或医学奖简介

端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系

———2009年诺贝尔生理学或医学奖简介

孔令平①　汪华侨②

①副教授,广州医学院从化学院,广州510182;②教授,中山大学中山医学院人体解剖学与脑研究室,广州510080

关键词　端粒　端粒酶　细胞　衰老　癌症

美国科学家伊丽莎白・布莱克本、卡萝尔・格雷德和杰克・绍斯塔克三人同时获得2009年诺贝尔生理学或医学奖,这是由于他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”,这一研究成果揭开了人类衰老和肿瘤发生等生理病理

现象的奥秘。本文将就端粒和端粒酶的发现、结构和功能及其与人类衰老、癌症的潜在关系等方面做一简要介绍。

人的生老病死,这或许是生命最为简洁的概括,但

其中却蕴藏了无穷无尽的奥秘。2009年10月5日,瑞

典卡罗林斯卡医学院宣布将2009年诺贝尔生理学或医

学奖授予美国科学家伊丽莎白・布莱克本(Elizabeth

H.Blackburn)、卡萝尔・格雷德(CarolW.Greider)和

杰克・绍斯塔克(JackW.Szostak),以表彰他们发现

“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”。这3位科学

家的发现“解决了一个生物学重要课题,即染色体在细

胞分裂过程中是怎样实现完全复制,同时还能受到保护

且不发生降解”。由此可能揭开了人类衰老和罹患肿瘤

等严重疾病的奥秘。

染色体是生物细胞核中的一种易被碱性染料染色

的线状物质。大家都知道,正常人的体细胞有23对染

色体,这对人类生命具有重要意义,其中的X和Y染色

体是决定男女性别的性染色体。在染色体的末端,有一

个像帽子一样的特殊结构,这就是端粒。作为染色体末

端的“保护帽”,端粒具有维持染色体的相对稳固、防止

DNA互相融合及重组的功能,犹如卫兵那样守护染色

体不受损害。而端粒酶的作用则是帮助合成端粒,使得

端粒的长度等结构得以稳定。

“染色体携有遗传信息。端粒是细胞内染色体末端

的‘保护帽’,它能够保护染色体,而端粒酶在端粒受损

时能够恢复其长度。”获奖者之一的伊丽莎白・布莱克

端粒、端粒长度、端粒酶活性与卵巢癌发生的关系

张汉英（综述）;黎丹戎（审校）

【期刊名称】《中国医学文摘：肿瘤学》

【年(卷),期】2005(019)004

【摘要】端粒长度、端粒酶活性与细胞无限增殖密切相关，已成为肿瘤学研究领域的一个热点。本文对端粒结构、端粒长度、端粒酶活性与卵巢癌发生的关系作一综述。

【总页数】3页(P333-334,336)

【作者】张汉英（综述）;黎丹戎（审校）

【作者单位】广西医科大学研究生院,南宁530021;广西医科大学肿瘤医院

【正文语种】中文

【中图分类】R734.2

【相关文献】

1.卵巢癌及其癌旁正常组织端粒长度、端粒酶活性的测定及意义 [J], 张汉英;张惠煊;丁敏;游华蓉

2.083 妇科癌症中端粒长度和端粒酶活性的关系 [J], 齐政

3.人喉鳞癌细胞端粒长度、端粒酶活性与放射敏感性的关系 [J], 肖创映;周福祥;刘诗权;谢丛华;代静;周云峰

4.非重型再生障碍性贫血患儿端粒长度及端粒酶活性与免疫抑制治疗的关系 [J],

付亮;张雁儒;王西阁;王璇

5.1型糖尿病大鼠胰岛β-细胞中端粒酶活性、端粒长度变化与血中Ins含量关系的研究 [J], 张更荣;陈电容;黎晶晶; 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

端粒酶和癌症的关系

蒋自立

【期刊名称】《遵义师范学院学报》

【年(卷),期】2004(006)002

【摘要】端粒酶是由RNA和蛋白质亚基组成的一种逆转录酶,具有维持和控制端粒长度的功能,其活性变化与细胞癌变有密切关系,在癌细胞的恶性转化过程中,端粒酶的活化是一个重要步骤.抑制端粒酶活性在肿瘤治疗方面有着广阔的前景.

【总页数】2页(P101-102)

【作者】蒋自立

【作者单位】遵义师范学院生,命科学系,贵州,遵义,563002

【正文语种】中文

【中图分类】R37

【相关文献】

1.端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系——2009年诺贝尔生理学或医学奖简介

[J], 孔令平;汪华侨

2.083 妇科癌症中端粒长度和端粒酶活性的关系 [J], 齐政

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5.端粒、端粒酶与细胞寿命及癌症的关系 [J], 李烨;于智勇

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端粒、端粒酶与癌症治疗进展

阮晓峰;周云峰

【期刊名称】《临床肿瘤学杂志》

【年(卷),期】1999(004)002

【摘要】真核细胞染色体末端有一种稳定染色体的结构,即端粒(Telomere);缺乏端粒的染色体易于相互缠绕、断裂和降解,细胞衰老死亡.正常人类体细胞的端粒DNA随细胞分裂而逐渐缩短,这种端粒损耗现象可能是其有限存活的标志.而端粒酶(Telomerase)的活化又可在染色体末端不断合成端粒DNA系列,维持端粒长度,使细胞成为永生细胞或癌细胞.文献报道大多数人类恶性肿瘤存在高水平的端粒酶活性,而良性肿瘤、正常体细胞(非生殖细胞)及有限细胞系存在低水平或缺乏端粒酶活性,提示端粒酶的活化与肿瘤的发生、发展明显相关.目前,端粒和端粒酶已成为肿瘤及生命科学一个新的研究热点.本文就近几年来有关端粒、端粒酶及其与癌症关系和可能成为癌症治疗新靶点的研究概况作一综述,探讨端粒酶对恶性肿瘤的诊断、治疗及预后作用的意义和前景.

【总页数】4页(P73-76)

【作者】阮晓峰;周云峰

【作者单位】湖北医科大学附属第二医院放化疗科，武汉430071

【正文语种】中文

【中图分类】R730.5

【相关文献】 1.端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系——2009年诺贝尔生理学或医学奖简介

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2.端粒与端粒酶--人类攻克癌症的新契机 [J], 庄景凡

3.083 妇科癌症中端粒长度和端粒酶活性的关系 [J], 齐政

4.端粒和端粒酶与癌症发生和治疗的关系研究进展 [J], 陈海伟;杨静茹

5.端粒和端粒酶在癌症中的研究进展及意义 [J], 刘仲娜;钟金城;柴志欣

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肿瘤中的端粒和端粒酶

肿瘤中的端粒和端粒酶　王晓峰　，汉丽梅¨，孙娜　，高志峰。　（１．沈阳农业大学，辽宁沈阳　１１０８６６；　２．辽宁爱普罗斯饲料有限公司，辽宁沈阳　１１０１　６４；　３．辽宁省动物疫病预防控制中心，辽宁沈阳　１１０１６４）　正常细胞恶性扩增过程中需要有先天的遗传因素和　后天修饰的介入。这些恶性细胞通过抢占信号通道获得　生长所需的生物活性，扩散并最终杀死宿主。与正常细　胞不同，肿瘤细胞有很高的基因重排率，并可对致癌基　因产生局部的修饰和置换。端粒学说的形成，对解答肿　瘤中致癌基因不稳定性起到了重要作用。端粒本质是一　种核蛋白结构，在每一次ＤＮＡ复制时都通过自身磨损从　而保护了真核生物染色体的末端。无论是在老化的组织　中，是在与癌症相关的组织增生性疾病中，端粒的磨损　现象都是存在的。如果端粒发生功能性障碍，其结果就　会导致组织的不衰老或是恶性肿瘤的发生。端粒酶的主　要作用就是维持端粒的长度，并且在多例癌症晚期患者　的检测中发现了活化的端粒酶。通过近期的研究发现，　端粒酶的活化与癌症的发生是有一定关联的。本文将概　括阐述正常细胞和癌细胞中端粒和端粒酶的作用。　１　端粒对染色体末端的保护　端粒本身是一种核蛋白结　构，其序列中含有大量富含Ｇ核苷酸的串联重复序列。　在脊椎动物中端粒序列是由ｒｌＴＡＧＧＧ重复序列及其互补　序列构成的双链结构，并且其中一条单链的３　悬突于外，　构成了一种由数百个碱基组成的悬突结构。这个悬突结构　再通过折叠作用与双链形成一个环状结构（Ｔ环，ｔ－ｌｏｏｐ），　对染色体末端起到保护。其双链通过ＰＯＴ１、ＴＰＰ１、　ＴＩＮ２、ＲＡＰＩ、ＴＲＦＩ和ＴＲＦ２等端粒蛋白进行调控。　２人成纤维细胞的复制性衰竭和危机期最先发现端粒　和肿瘤之间联系来源于对培养基中原代人成纤维的研究。　正常成纤维细胞在传６０～８０代后就会出现复制衰竭，而　肼，瘤细胞可任意传代下去。如果细胞过度分裂就会出现　端粒的帽式结构破坏，导致染色体的紊乱和细胞凋亡。　在细胞学上，对此时期称之为危机期。ＴＥＲＴ（端粒酶反转　入酶）通过催化端粒复制，干扰了细胞正常的复制衰竭　和危机期。由于ＴＥＲＴ拥有这种特性，从而在对肿瘤研　究中得到了广泛的关注。　３肿瘤细胞中的端粒酶结构和端粒酶转运　端粒酶的　本质是一种核糖核蛋白酶，其催化部分由ＴＥＲＴ和端粒　酶ＲＮＡ（ＴＥＲＣ）组成。在染色体末端，端粒以ＴＥＲＣ为模板　进行复制。在其转运过程中还需要一种特殊结合蛋白　（Ｄｙｓｋｅｒｉｎ）的参与，与之形成一个稳定的复合结构。癌　细胞中端粒的全酶形成、转运以及功能发挥还需要其蛋　白物质参与才能完成。　［收稿日期］２０１ｌ一０３一ｌ１　［通讯作者］汉丽梅（１９６８一），女，汉族，副教授，博士，从事生物化　学与分子生物学及生物信息学教学与研究。　Ｉ　，Ｉ－＾Ｊ阿　ｌ■　４人和小鼠组织中端粒酶的表达在早期对ＴＥＲＴ和端　粒酶的研究中发现，在人正常的体细胞中并没有获得表　达或是活性，只有在生殖细胞和肿瘤细胞才有很高的表　达和活性。利用ＴＥＲＴ绿色荧光蛋白技术发现，其活性　是由ＴＥＲＴ含量水平决定的。在小鼠组织中也仅在造血干　细胞和胃肠道细胞中才有ＴＥＲＴ的表达和端粒酶的活性。　５端粒酶对端粒酶敲除小鼠细胞功能的影响在对端粒　酶敲除小鼠的研究中发现，端粒酶并不是小鼠生存所必　需的。敲除端粒酶后的小鼠，仍然能够正常生存。　６端粒、Ｐ５３信号通道和衰老端粒缩短能够促使细胞和　组织进入含有大量Ｐ５３蛋白的信号通道中。当处于癌基　因启动、ＤＡＮ损伤或是缺氧时都能刺激Ｐ５３蛋白的产　生，加速了细胞凋亡和停滞细胞周期。通过改变小鼠的　端粒酶致使Ｐ５３失效后，发现遗传基因组完整性和Ｐ５３　的应答都与衰老相关。　７端粒功能紊乱对上皮细胞癌变是一种关键诱因在上　述研究中，已经确立了端粒维护在转入阶段的重要地位。　通过对端粒酶和Ｐ５３研究和分析，也拓宽了端粒功能紊　乱对肿瘤起源影响研究的领域。虽然已经有证据表明小　鼠上皮细胞癌变与端粒功能紊乱有关，但是并没有直观　证据表明人类上皮癌变与其有关。　８结论和展望通过对人和小鼠的端粒研究表明，端粒　结构完整性对细胞的增殖、存活和组织再生都有着至关　重要作用。Ｐ５３是对端粒功能紊乱产生应答的关键介质，　如果失去Ｐ５３的调节，祖细胞将丧失细胞凋亡和对细胞　周期的调控。当端粒缩短机制出现功能障碍时，将改变　染色体的“融合一桥一断裂”循环，使染色体出现“不　稳定”。在加速衰老、癌变前的分裂增殖和加速细胞周期　性疾病中都可发现端粒加快缩短现象。在端粒酶基因敲　除小鼠的基因中，通过对小鼠和人局部片段的分析比较　或许可以找出致癌基因，这也为人类抗癌研究提供了一　个新的方法和思路。研究发现即使在端粒酶的作用下端　粒缩短机制然在运行。端粒酶含量不足、端粒酶调节能　力下降或是部分端粒酶结构变化等都可能是造成端粒缩　短继续运行的因素，对其原理的探寻也将成为未来新的　课题。为了满足稳定衰老组织中的端粒、抗癌和其他疾　病的需要，必须加深对端粒结构的研究。最终达到可选　择、准确地抑制癌症患者的端粒酶活性。端粒酶在组织　再生过程的作用，为再生医学提供一个新的目标。　译自：Ｓｔｅｖｅｎ　Ｅ．Ａｒｔａｎｄｊ　ａｎｄ　ＲｏｎａＩｄ　Ａ．ＤｅＰｊｎｈｏ，　Ｔｅ　Ｉ　ｏｍｅｒｅｓ　ａｎｄ　ｔｅ　Ｉ　ｏｍｅｒａｓｅ　ｉ　ｎ　ｃａｎｃｅｒ［ｄ］．Ｃａｒｃ　ｉ　ｎｏｇｅｎ—　ｅｓｉ　ｓ　ｖｏＩ．３１　ｎｏ．１　ＰＰ．９—１８，２０１０．　２０１