端粒＼端粒酶研究及应用进展
端粒酶在肿瘤治疗中的应用
端粒酶在肿瘤治疗中的应用随着科技的快速发展，癌症的治疗也在不断进步。
其中，端粒酶在肿瘤治疗中的应用备受关注。
端粒酶作为一种酶类，有着很多重要的生物学职能，与人体的衰老、疾病进程密切相关。
通过对其在肿瘤治疗中的应用进行深入研究，我们不仅可以更好地了解它的作用，还能为治疗肿瘤提供更多的方案。
首先，什么是端粒酶？它是一种对DNA链末端的保护酶，能够延长端粒（一种DNA分子末端的重复序列）的长度和稳定性，从而防止DNA端的进一步缩短。
缩短的DNA端会导致DNA损伤、染色体错构等问题，进一步导致DNA重组，紊乱细胞的生命活动及基因表达，损伤细胞遗传物质和细胞凋亡等现象。
过度活化的端粒酶会增加细胞前体细胞的分裂频率和次数，使其具备不正常的增殖能力，为细胞的衰老和癌变埋下隐患。
端粒酶与癌症的关系也已经被广泛关注。
癌细胞通常表现出一些特殊的生物学行为，比如吞噬超过正常细胞水平的营养物质、增强生长及分裂能力、避开细胞周期中的自我保护机制等等，而端粒酶正是以一种形式与这些行为密切相关。
研究表明，大多数癌细胞都会显著增加端粒酶的活性，从而延长自身端粒的长度，为细胞增殖和复制提供必要的支持，因此研究端粒酶的功能，尤其是在肿瘤治疗中的作用，便成为了减缓和控制癌症传播的探讨重点。
在当前的癌症治疗领域中，通常采用化疗、放疗和手术的综合手段进行治疗，但这些方法会给人体造成一定的创伤和副作用。
而端粒酶作为一种新型的治疗手段，具有副作用小、疗效好等优点，因此逐渐受到了越来越多的研究人员的重视。
目前，对端粒酶在肿瘤治疗中的应用主要是针对癌细胞活性的干扰及调控。
例如，一些研究表明，在端粒酶的干扰情况下，癌细胞会关闭细胞周期中S期转录，从而影响组织的新陈代谢，减少癌细胞的可塑性和增殖能力。
此外，端粒酶还可通过抑制DNA开端的损伤和凋亡途径进行治疗。
研究表明在使用端粒酶在癌细胞中干扰蛋白，且与DNA修复途径相关的多种蛋白上调的情况下，可以促进细胞的凋亡，从而起到一定的治疗作用。
端粒和端粒酶 (2)
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。
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。
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。
2.调控端粒酶活性：端粒酶的活性能够调控细胞的衰老和增殖。
研究表明，过低或过高的端粒酶活性都会导致异常的细胞衰老或癌症的发生。
端粒和端粒酶
二、端粒酶
1、概念： 端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，
它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆
转录合成端粒重复序列，并通过一种RNA 依赖性聚合酶（如逆转录酶）机制加到染 色体3’末端以延伸端粒。 2、组成：RNA（作为模板） 蛋白质（反转录酶） 3、作用机制： 在端粒DNA的复制时，端粒酶既有模
端粒和端粒酶
组成结构及作用机理 功能特点 医学研究 及其进展
THE TELOMERE AND THE TELOMERASE
二、端粒
1、概念： 真核细胞线性染色体末端的一组 重复DNA序列 ，通常由富含鸟嘌 呤核苷酸(G)的短的串联重复序列 组成。 2、组成： DNA：短的串联重复序列，不含 功能基因。 蛋白质：与单链富G端粒DNA结 合的蛋白；与双链端粒DNA结合 的蛋白
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
端粒酶活性与端粒长度的变化与T1DM的发病
密切相关,由于自身免疫累及胰腺组织导致胰 岛淋巴细胞浸润[7],使β-细胞端粒缩短,端粒酶 被激活,其结果是Ins的合成与分泌相对不足[4]。 端粒缩短、端粒酶活性增强又进一步加重自 身免疫对靶细胞的损伤,最终导致胰岛β-细胞 破坏,直至功能丧失。
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移位和 再杂交
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继续 延伸
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进一步加工
端粒酶使细胞“长生不老”
美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科 学教授杰里.谢伊和伍德林.赖特做了这样一项试验：在采集 的包皮细胞（包皮环切术的附带产物）中导入某种基因，该 基因可使细胞产生一种酶——端粒酶（telomerase）。一般 来说，包皮细胞在变老之前可分裂60次左右。但在上述试验 中，细胞已分裂了300多次却毫无终止的征兆，也没有显示 任何异常的迹象。“细胞在端粒酶的作用下，就像被注入了 兴奋剂的小兔子，”谢伊说，“它们只管没完没了地分裂繁 殖。” 与此同时，谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙 （Geron）公司的研究人员，采用人体视网膜细胞做了相同 的试验。结果，这些细胞似乎也变得长生不老了。
端粒与端粒酶
端粒是真核生物染色体末端的DNA重复片段，由许多个短的富含G重复序列组成的3撇端。
并突出于另一条DNA链的5撇端，和许多蛋白质构成。
这些重复序列并不含有遗传信息，形态上，染色体DNA末端膨大成粒状。
像两顶帽子盖在了染色体的两端，作为染色体末端的保护帽。
端粒存在戴帽和非戴帽两种状态，戴帽状态是端粒的功能状态。
细胞可以继续分裂；非戴帽状态会引发细胞周期的阻滞。
在正常的细胞分裂时，端粒可以在两种状态间变换，随着细胞分裂的继续，越来越多的细胞粒处于非戴帽状态，继而出现衰老与细胞死亡。
端粒的功能是完成染色体末端的复制，防止染色体相互融合、重组和降解，维持染色体的完整性。
端粒的DNA序列既有高度的保守性又有种属的特异性。
在生物体内，正常体细胞端粒的长度是有限的，随着细胞的持续分裂，端粒就会缓慢缩短，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。
因此，生物体细胞分裂的次数是有限的。
端粒的长度决定了细胞的寿命，所以端粒又被称为“生命的时钟”。
端粒酶的主要成分是RNA和蛋白质，即核糖核酸蛋白质复合体。
是端粒重复序列延伸的反转录DNA聚合酶。
真核细胞染色体末端DNA的复制不是由DNA聚合酶完成的，而是由端粒酶催化合成的。
以其自身RNA组分为模板，并且RNA上含有引物特异识别位点。
蛋白质具有催化活性，以端粒3撇端为引物，通过反复延伸与移位，又反复地将重复片段加到突出的3撇端上，而互补的富含C的延伸像后随链那样复制，未补偿由去除引物引起的末端缩短。
因此在端粒的保护中，端粒酶起着至关重要的作用。
但端粒的延长并非只有端粒酶一种途径，而是存在端粒酶依赖和非端粒酶依赖两种。
人端粒酶结构主要包括3部分：端粒酶RNA(hTR);端粒酶催化亚单位（hTERT）和端粒相关蛋白质（TPI/TLPI）人体细胞中端粒酶合成和延长端粒的作用是在胚胎发育过程中完成的，当胚胎发育完成后，端粒酶活性在大多数组织中消失，除生殖细胞、造血干细胞以及外周淋巴细胞的等少数几种细胞外。
端粒研究报告
端粒研究报告端粒研究报告摘要：端粒是染色体末端的DNA序列，它们在细胞分裂中发挥着关键的结构和功能作用。
端粒的发现与研究对于揭示细胞衰老、增强免疫功能、促进肿瘤发展等方面具有重要意义。
本报告主要介绍了端粒的结构、功能以及与人类健康相关的研究进展。
引言：端粒是由多个重复序列（TTAGGG）组成的DNA序列，在染色体末端形成了一种特殊的结构。
它们的主要功能是防止染色体末端的损伤、保护基因组的稳定性以及参与细胞分裂过程。
端粒的损失或异常会导致染色体重组、融合以及衰老等现象。
近年来，端粒的研究成为了科学家们关注的焦点，对于揭示细胞老化、治疗肿瘤、延缓衰老等方面具有重要意义。
方法：端粒的研究主要通过分子生物学技术、细胞生物学技术以及细胞免疫学技术等手段进行。
在实验室中，科学家们可以通过衡量端粒长度、分析端粒结构以及观察端粒在细胞分裂过程中的变化来研究端粒的功能和机制。
发现与进展：通过研究发现，端粒的长度与细胞衰老、疾病风险以及寿命等方面有着密切的关系。
较短的端粒长度被认为与细胞衰老以及某些疾病的发生相关。
相反，较长的端粒长度则与较低的疾病风险和更长的寿命相关。
此外，端粒也被发现参与了免疫细胞的增殖和活化过程，对于增强免疫功能具有重要作用。
研究还发现，某些肿瘤细胞可以通过激活端粒酶（telomerase）来延长其端粒长度，从而保持其不受限的增殖能力。
结论与展望：端粒的研究为我们了解细胞衰老、疾病发生发展以及寿命的影响因素提供了重要线索。
对于肿瘤治疗和抗衰老疗法的发展也具有重要意义。
然而，端粒研究仍然存在许多未解之谜，需要进一步深入研究和探索。
未来的研究可以聚焦于端粒与细胞衰老之间的相互作用、细胞衰老的调控机制以及开发相关的治疗策略。
神奇的端粒和端粒酶
人体有许多奥秘，端粒和端粒酶就是其中之一。
2009年度诺贝尔生理学或医学奖授予给了美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本（E l i z a b e t h Blackburn）、美国巴尔的摩约翰·霍普金医学院的卡罗尔·格雷德（Carol Greider）、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克（Jack Szostak）以及霍华德休斯医学研究所，因他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
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。
人的生老病死，这或许是生命最为简洁的概括，3位科学家的发现可能由此揭开了人类衰老和罹患肿瘤等严重疾病的奥秘。
一、端粒和端粒酶的基本概念端粒是在细胞染色体末端部分像帽子一样的特殊结构，像一根鞋带两端的塑料帽，端粒就是染色体两端的“帽”。
染色体是细胞核中的一种线状物质。
正常人的体细胞有23对染色体，染色体携有遗传信息，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。
端粒是细胞内染色体末端的‘保护帽’，它能够保持染色体的稳定性，就像一个忠诚的“生命卫士”，不但保护染色体DNA免受外界不良因素的侵蚀，而且它把基因组序列包裹在内部，在复制过程中以牺牲自身而避免染色体结构基因被破坏，从而防止了遗传信息的丢失，维护了染色体结构和功能的完整。
诺贝尔生理学或医学奖获奖者之一的伊丽莎白·布莱克本说：“伴随着人的成长，端粒逐渐受到磨损。
”端粒不仅与染色体的个性特质和稳定性密切相关，还涉及细胞的寿命、衰老与死亡。
简单讲，端粒变短，细胞就老化。
端粒DNA可决定细胞的寿命，细胞每分裂一次，染色体的端粒重复序列就要丢失大约50-100个碱基，端粒便会慢慢缩短。
当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
也就是说端粒的长度决定了人类的健康状态和寿命，当端粒变短时，人便老去，各种疾病缠身；端粒消失，人的寿命也到了尽头。
端粒与端粒酶的研究进展综述
端粒与端粒酶的研究进展综述作者：专业：遗传学学号：摘要：端粒是稳定线性染色体末端的特殊结构，端粒酶可修复细胞分裂过程中不断丢失的末端端粒序列。
端粒与端粒酶的存在在细胞的永生化中扮演着重要的角色，是细胞衰老与癌变的重要决定因素。
本文综述了端粒与端粒酶目前的研究进展，及其与细胞衰老和肿瘤的关系。
关键词：端粒；端粒酶；肿瘤；细胞衰老1.端粒与端粒酶1.1端粒及其功能端粒( t e l o m e r e )是真核细胞染色体的生理性末端, 由含G量的高DNA序列和相应的蛋白组成，不同生物的端粒各异。
端粒广泛存在于真核生物细胞中, 具有特殊的功能：保护染色体末端；防止染色体复制时末端丢失；决定细胞的寿命；固定染色体位置等[1]。
1.2端粒酶及其功能端粒酶（Telomerase）是一种核蛋白逆转录酶，由小分子RNA和蛋白质组成，能够合成和延伸端粒的核糖核蛋白。
端粒酶以自身RNA 为模版，能够逆转录合成具DNA 重复序列的端粒，从而使得端粒延长，保持染色体结构的相对恒定。
近年来，端粒及端粒酶的研究已成为热点。
这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及肿瘤密切相关。
2.端粒、端粒酶与肿瘤正常培养的人类成纤维细胞在分裂期间端粒是逐渐缩短的，这些缩短的端粒激活了细胞衰老程序，但是有少数细胞则可以细胞衰老调控机制失控的条件下癌变，此时端粒酶被重新激活以维持癌细胞无限增殖的能力。
因此端粒酶的活性有无与强弱与癌症的发生和治疗有着密切的关联。
端粒酶的两个基本组分分别是作为端粒DNA模板合成端粒序列的功能性RNA（hTERC），和具有逆转录酶活性的催化蛋白——人端粒酶逆转录酶基因（hTERT），hTERT的表达与端粒酶活性密切相关是端粒酶活性的限速决定因子[2]。
雷红玮等[3]以荧光定量PCR分析hTERT的mRNA变化水平发现端粒酶的活性能够被JAK抑制剂所抑制，提示了端粒酶的活性激活与抑制依赖于JAK通路。
端粒和端粒酶
端粒和端粒酶一、端粒的定义和功能端粒是染色体末端的DNA序列，它们在细胞分裂过程中起到保护染色体稳定性的重要作用。
端粒由重复的DNA序列重复单元组成，其中最典型的是人类端粒的DNA序列为(TTAGGG)n（n为重复次数）。
端粒的主要功能在于防止染色体末端的损失和减缩，并保护染色体免受DNA损伤和酶解攻击。
二、端粒酶的作用2.1 端粒酶的结构端粒酶是一种酶类，负责在细胞分裂过程中补充端粒的缺失。
它是由两个基本亚单位组成的复合酶，其中一个亚单位称为TERT（telomerase reverse transcriptase），负责提供酶的催化活性，另一个亚单位称为TERC（telomerase RNA component），是一种RNA分子，提供了端粒序列的模板。
2.2 端粒酶的功能端粒酶的功能主要是通过在DNA末端添加端粒序列来延长端粒。
在染色体复制过程中，DNA的末端由于DNA聚合酶的工作机制无法完全复制，因此每次细胞分裂时，染色体的末端会逐渐缩短。
而端粒酶通过添加端粒序列，可以提供一个模板，使得DNA末端得到延长，从而保护染色体的稳定性。
三、端粒和生物老化的关系3.1 生物老化的原因生物老化是指生物体随着年龄的增长而出现的功能下降和衰老的过程。
而端粒的缩短是导致生物老化的重要原因之一。
随着细胞分裂的进行，端粒的长度会逐渐减少，当端粒长度减到一定程度时，染色体末端的保护功能将会丧失，导致染色体的不稳定性和衰老。
3.2 端粒和细胞衰老的关系细胞的衰老也与端粒的缩短密切相关。
当细胞的端粒长度减小到一定程度时，细胞进入衰老状态，无法继续分裂和增殖。
这种细胞衰老被称为克隆老化。
克隆老化意味着细胞失去了再生能力，这在许多年龄相关疾病的发生过程中起到了重要的作用。
四、端粒酶与癌症的关系4.1 端粒酶在癌症中的表达在正常细胞中，端粒酶的表达很低，因此端粒长度会逐渐减少，导致细胞衰老。
而在癌细胞中，端粒酶表达水平显著增高。
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。
浅谈端粒及端粒酶
浅谈端粒、端粒酶及其应用领域2009年，美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克因发现端粒和端粒酶保护染色体的机理而获此殊荣。
他们的这一发现解答了生物学上的一个重大问题，即染色体在细胞分裂时是如何以完整的形式自我复制的，以及它们是如何受到保护而免于降解的。
3位科学家揭示了其答案就在染色体的末端——端粒，以及形成端粒的酶——端粒酶。
简单的说，端粒是染色体末端的一种特殊结构，它是由许多简单短重复序列和端粒结合蛋白组成。
端粒是染色体末端的一段DNA片段。
端粒酶是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。
端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。
端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。
端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。
端粒是染色体末端的结构。
染色体DNA 末端膨大成粒状，像帽子那样盖在每条染色单体的两端。
因此，每对染色体有 2 个染色单体 4 个端粒，人类有23 对染色体，46 条染色单体，各种生物所具有的遗传信息均蕴藏在这些染色体的DNA 中。
通常情况下染色体不会发生互相融合、信息丢失，或在某些情况下被降解。
究其原因，以往并不太清楚。
加利福尼亚大学伯克利分校的布莱克本在研究染色体时发现其末端有大量的DNA 重复序列，即CCCCAA，该序列重复可达数十至过百次，并折成二级结构。
1980 年布莱克本将其公布，这引起了哈佛医学院的绍斯塔克的重视。
1982 年他们将进一步的研究结果公布，该结果证实端粒DNA 的重复序列对维护染色体的稳定性和DNA 复制的完整性并且不被降解，具有重要的作用。
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端粒＼端粒酶研究及应用进展端粒、端粒酶在维持生命遗传信息稳定、调控细胞生命周期中具有重要作用，端粒酶通过维持端粒的长度，使细胞永生化，为抗衰老提供了光明前景，同时也为肿瘤治疗提供了新的希望。
研究端粒、端粒酶在肿瘤监测中的作用及研发端粒酶抑制剂作为治疗肿瘤的创新药物已成为近年医学研究的热点。
本研究通过查阅相关文献，对端粒、端粒酶研究及应用进展做一综述。
标签：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老端粒及端粒酶的研究已成为近年医学领域研究的热点。
这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及端粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及遗传性疾病密切相关。
在这些疾病中端粒可表现出缺失、融合及序列缩短等异常，而这些异常又可能受端粒酶的调控。
1端粒、端粒酶的发现上世纪初，著名遗传学家McClintock B[1]与Muller HJ[2]发现：染色体的稳定性和完整性是由染色体的末端来维持的。
基于此发现，Muller HJ将其命名为“telomere”，此定义来源于希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）的组合。
20世纪60年代，Hayflick研究发现：经过体外培养的正常人成纤细胞的复制过程并非细胞的死亡过程，而只是细胞群中的大部分细胞在经历了数次分裂增殖后停滞在了某个特定状态，仅仅是基因表达方式发生了某些改变，细胞群大部分细胞仍保持其代谢活性，由此，Hayflick在世界上首次提出了细胞衰老的表征：即细胞在一定条件下的“有限复制力”。
同时Hayflick还提出了一个大胆的猜测，即细胞内存在某种控制细胞分裂次数的控制器，类似于我们使用的“时钟”。
为验证自己的猜想，Hayflick做了大量的细胞核移植实验验证了自己的猜想，并发现这种“钟”位于细胞核染色体的末端，于是将其命名为端粒[3]。
20世纪80年代，CW Greider和EH Blackburn 2位科学家在四膜虫的提取物中加入1段单链的末端寡聚核苷酸后，发现端粒的长度增加了，这表明的确存在一种可使端粒延长的酶，根据其特点命名为“端粒酶”（telomerase）[4]。
2端粒、端粒酶的结构和功能2.1端粒端粒是特异结合蛋白与真核细胞染色体末端的DNA重复序列的复合体。
不同物种之间端粒DNA序列存在很大差异，人类端粒长度在5～15 kB之间，DNA 序列排列方式为TTAGGGn，方向为5’-3’，重复次数约2 000次[5]。
端粒的主要作用在于防止染色体重组、融合、降解等變化，从而维持染色体的完整、稳定。
所有以上功能的实现均主要依赖于端粒的结构完整与长度维持。
端粒是线性DNA，由于DNA酶不能复制线性DNA的末端，因此它的末端会伴随周期性的复制过程而逐渐变短。
基于以上末端复制特点，端粒会随着细胞分裂逐渐缩短，每分裂1次缩短50～100 bp，端粒缩短到其临界长度时，就会导致细胞衰老甚至死亡。
因此，正常真核细胞的端粒可被称作“生命之钟”[6]。
2.2端粒酶端粒酶属于逆转录酶，端粒的核糖核酸酶就是端粒酶以自身RNA为模板通过逆转录而合成的，端粒酶通过在染色体末端添加端粒序列，从而使端粒能够固定在某个特定长度[7]。
人端粒酶包括3个重要部分，即人端粒酶RNA（human telomerase RNA，hTRRNA)、人端粒酶相关蛋白和人端粒酶催化亚单位。
端粒酶长度在人类各种细胞中差别很大，Gavory等[8]发现端粒酶3′末端残基至少要求存在3个核苷酸片断，才能保持整个端粒酶的活性。
纯化端粒酶全酶可知人类端粒酶复合物的相对分子量约为500～1 500，与hTRRNA和hTERT（human telomerasreverse transcriptase)有关的其他亚单位是端粒酶复合物其中的一部分。
端粒酶的活性调控，包括mRNA剪接与成熟，hTERT和hTR基因转录，不同组分之间的定位和移位，转录后修饰，具有活性的端粒酶组合，端粒酶结合到端粒产生延长作用等多个水平进行。
伴随端粒酶活性的增加，hTERT-mRNA表达水平也相对应成一定比例增加，并且在癌细胞和正常组织中的表达有很大的不同，据此可认定，调控人类端粒酶活性的主要亚单位是hTERT，只要hTERT表达，其他亚单位就会与其共同构成高活性的端粒酶全酶[9]。
绝大多数正常细胞端粒酶呈阴性且端粒较长，但某些细胞的端粒在缩短到临界长度时，其自身的端粒酶被激活，发挥断开的延长作用，使端粒固定在一定长度，不再缩短，因此，这些细胞成为不死细胞，或者叫做永生化细胞。
正常细胞由于hTERT转录受到抑制作用而缺乏端粒酶活性，抑制作用的缺失使细胞产生了癌变，不死细胞中hTERT 基因也因此调高端粒酶活性或者在转录水平上被重新激活。
研究发现，端粒酶存在于各种不同细胞中，包括恶性肿瘤细胞及某些正常人体细胞，如外周血单核细胞，成纤细胞，干细胞等[10]。
3端粒、端粒酶与肿瘤研究3.1端粒-端粒酶理论假说细胞分裂之前，需要1段RNA作为引物首先进行染色体DNA链复制，复制方向由5’-3’。
RNA引物在DNA复制结束后被降解，随后会由上游冈崎片断DNA加以补充或由其作为引物通过合成而补充。
由于复制方向决定了3′末端不能补充，从而使端粒随着细胞每分裂一次而逐渐缩短，缩短至临界长度后，会被某种或某些细胞蛋白细探测到，通过某种未知机制，使细胞退出增殖序列，细胞就会因停止分裂而死亡。
如果这种探测或者识别机制遭到一定程度破坏，就会有细胞偶尔脱离衰亡进程而继续分裂，细胞分裂进入一种恶性循环状态，进一步加剧染色体的不稳定性和端粒的缺失。
端粒的结合蛋白（telomerebinding protein，TBP）和相关蛋白（telomere-associated protein，TAP）对端粒长度具有反调节作用，可抑制端粒酶活性[11]。
极少数变种细胞重新激活端粒酶，借助其作用稳定染色体末端结构，使其跳过衰亡临界状态，从而成为不死细胞。
不死细胞很多会包含由于端粒末端联接而导致的染色体畸形。
因此，端粒酶活性是细胞不死及恶性肿瘤发生的关键性因素[12]。
3.2端粒、端粒酶与肿瘤肿瘤早期，端粒大幅度地缩短，而端粒的缩短又反过来影响肿瘤的发生。
在人的肿瘤细胞中，通过变异的端粒酶RNA模板表达，激活端粒酶活性。
相关研究表明，端粒酶的激活可能是体细胞向肿瘤转变的关键步骤，是细胞癌变的早期事件。
80％以上的恶性肿瘤和大多数永生化细胞中端粒酶异常激活，且在这些细胞中存在稳定的端粒。
这样的研究结果在乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等肿瘤中得到证实。
并且，研究人员发现，15％以上的癌前病变也可以检测到端粒酶活性[13]。
在肿瘤细胞中，端粒长度的保持除了依靠端粒酶外，还有5％～20％的肿瘤依靠交变延长调聚物（alternatingextendtelomers，ALT）来保持端粒长度。
ALT 的作用已在多种类型的肿瘤中得到证明，如骨肉瘤等，而最显著的是在成人脑肿瘤中。
ALT是依靠DNA复制重组来延长端粒长度的。
端粒酶保持端粒长度的机制是重组，而ALT依靠的是扩增TTAGGG重复序列。
端粒酶作为恶性肿瘤标记物的观点已经被人们普遍接受，通过hTERT启动因子缺失分析，发现1个核心启动区位于转录启动位点上游大约200 bp的位置，这完全可以作为其在肿瘤细胞中特殊表达的参照。
Renaud等[14]检测25例宫颈癌和14例正常宫颈组织的端粒酶活性及各亚单位表达水平，发现只有hTERT在宫颈癌细胞和80％以上宫颈癌组织中有较高表达，在正常宫颈组织中为阴性。
陈陵等[15]运用脂质体法用克隆了人cDNA hTER的真核荧光颗粒对端粒酶阴性人骨肉瘤细胞染色，发现hTERT与端粒酶活性关系密切，是特征明确的潜在肿瘤标志物，这无疑又为肿瘤的诊断提供了1个新手段。
有些疾病以前诊断比较困难，现在也可以并已经通过利用端粒酶得以解决。
有学者试图通过免疫组化的方法观察端粒酶在甲状腺滤泡性腺瘤和甲状腺滤泡性癌中的表达，以此来作为两种疾病鉴别诊断的辅助手段[16]。
正常人体细胞依靠端粒程序性的缩短限制了转化细胞的增殖，维持细胞固有的分裂次数，引导细胞由增殖序列转向衰亡，据此猜测，正常人体有可能是据此来抑制肿瘤的形成。
肿瘤细胞通过激活端粒酶使细胞不死，从而维持肿瘤的无序性增殖生长[17]。
作为最为广谱的肿瘤分子标记，端粒酶成为靶向治疗的目标也就是很正常的事情了，已有科学家证明siRNA（short interfering RNA）能够有效抑制肿瘤细胞中的端粒酶活性[18]，端粒稳定和端粒酶激活是肿瘤细胞逐渐演变的必需条件，端粒和端粒酶在肿瘤干细胞中的生物表达是治疗肿瘤的理想标靶，针对于此可实现肿瘤的提早明确诊断和及时合理诊治[19]。
4 端粒、端粒酶与衰老截止目前，相关研究者均认为端粒缩短的关键因素是人类细胞内端粒酶活性的缺失，使得端粒最终不能被细胞识别，使细胞逐渐老化[20]。
端粒能够完成染色体末端的复制，防止染色体降解、重组和融合。
如果端粒达到最短极限长度，染色体双链就极有可能发生断裂，并随之激活细胞的自身监察系统，通过相关机制调控，使细胞进入M1衰亡期。
端粒加剧缺失，染色体机制错误加剧恶化，形成恶性循环状态，细胞进入M2衰亡期。
当数以千计的碱基端粒DNA缺失后，细胞将不再分裂增殖而转向衰老。
人类端粒酶基因定位在5p15.33，其编码了1132个氨基酸的多肽，是核糖蛋白和一种逆转录酶，能以自身RNA为模板合成端粒DNA稳定端粒的长度。
据此有人认为端粒缩短是细胞衰老的标志[21-22]。
Bodnar等[23]通过研究证实了端粒、端粒酶与衰老关键相关性的最有力的证据。
细胞只有通过某种机制阻止端粒的逐步缺失并激活端粒酶活性，才能维持自身正常分裂增殖，保持自身的继续生存，避免走向细胞衰亡。
张宗玉教授等相关研究发现，人肺二倍体成纤维细胞端区长度出现非常显著的缺失。
同时还测定了人体外周血白细胞端区长度随增龄变化逐渐减少，约35碱基对/年。
当染色体端粒缩短到极限最短长度，细胞分裂增殖停止，细胞走向衰亡，最终导致整个生命的死亡[24]。
2009年，Elizabeth H. Blackburn、Carol W.Greider和Jack W.Szostak 3位科学家因其“染色体是如何被端粒（telomere）和端粒酶（telomerase）保护的”研究而获2009年度诺贝尔生理学或医学奖，他们的研究揭示了染色体在细胞分裂过程中的完全自我复制，并自我保护不被降解机制，从而掀开了人类衰老与肿瘤等难题的神秘面纱[25]。
端粒、端粒酶的发现及相关研究的深入，将人类对衰老、肿瘤的认识带入了一个崭新的时代[26]。
随着现代科学的飞速发展，人们对端粒及端粒酶的研究方法与研究范围将更加的深入，对其相关机制及功能作用的发挥也将越加清晰透彻。