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什么是端粒？端粒在癌症发生中有什么作用？
2009年，诺贝尔生理学和医学奖授予了“发现了染色体末端是如何受到端粒和端粒酶的保护的”的三位科学家E. Blackburn、J.Szostak和C. Greider。究竟什么是端粒？端粒和端粒酶在癌症的发生和发展中起着什么作用？请跟着小编一起来了解一下端粒的作用吧。
端粒与端粒酶
在所有的哺乳动物中，染色体的天然末端称为端粒，其特征是不同数量的 TTAGGG 重复序列和相关蛋白质。端粒在细胞的复制和增殖中起着重要的作用，在每一次细胞分裂中，端粒长度逐渐缩短，在达到细胞分裂50个周期后，端粒长度变得非常短，短的端粒激活DNA损伤信号通路，诱导非同源DNA末端连接、细胞衰老、细胞凋亡或生长停滞导致细胞死亡。在大多数细胞中，保护染色体末端需要几十到几百个端粒重复序列。它们可以保护染色体末端不被识别为断裂端的结构，使细胞得以维持正常的生理功能。端粒的保护功能最终在不能完全补偿端粒损失的细胞中失效。端粒重复序列随着DNA复制的每个周期而丢失。端粒侵蚀的主要机制是端粒酶的表达，这种逆转录酶将TTAGGG重复序列添加到染色体的3 '端。
癌症的发生和端粒酶的作用
癌细胞有一组共同的特征，使它们区别于正常细胞。虽然癌细胞保留了其形成细胞的结构和功能特征，但在肿瘤形成过程中，它们具有以下特点:无限的增殖潜力，不依赖外部生长信号，生长因子自给自足，抵抗促凋亡信号，具有血管生成、浸润和转移的能力。癌细胞最重要的特征之一是它们能够进行无限次的细胞分裂，这使它们能够永生。这是由于癌细胞不受外界因素影响导致的生长因子自分泌的结果。此外，癌细胞可以与周围的正常细胞相互作用，形成特定的微环境，并刺激附近的正常细胞产生生长因子。肿瘤对凋亡的抵抗有多种防御机制，端粒酶的表达增加也是其中之一。端粒酶在癌症代谢、衰老和退行性疾病中起重要作用。端粒酶可以修复端粒，通过消除端粒复制问题和维持端粒长度来防止端粒缩短，使细胞无限分裂，避免癌细胞的复制性衰老。这与各种类型的人类癌症发生有关，如乳腺癌、结肠癌、肾癌、宫颈癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、甲状腺癌和膀胱癌。
端粒的长短和癌症风险
细胞端粒过长易患各种癌症，包括黑色素瘤、急性髓性白血病和癌症易发家族中的慢性淋巴细胞白血病。几项全基因组关联研究已经将罕见和常见的单核苷酸变异与长端粒和增加的癌症风险联系起来。白细胞中较长的端粒被发现是骨髓增殖性肿瘤发展的重要危险因素。这些发现支持在端粒侵蚀限制进一步增殖之前，更长的端粒使干细胞中更多的细胞分裂。随着每一个额外的细胞分裂，额外的突变驱动肿瘤进展的可能性会呈指数增长。
端粒比平均水平短也会增加癌症的风险。轻度端粒酶缺乏或其他形式的端粒生物学紊乱的患者端粒非常短，患骨髓增生异常综合征、急性髓性白血病和各种其他恶性肿瘤的风险增加。在这些端粒比平均端粒短的患者和个体中，肿瘤的形成是由于失去正常干细胞后对异常干细胞的强烈选择和端粒的逐渐侵蚀最终会导致肿瘤抑制失败。肿瘤的进展通常会加速，因为没有端粒的染色体高度不稳定，促进基因重排。此外在慢性髓性白血病、慢性淋巴细胞白血病和其他肿瘤中，肿瘤细胞的端粒长度也与疾病进展相关。
结语
癌症是一种对人类健康造成巨大影响的疾病，尽管开发了多种治疗药物和方法，并且在研究分子机制方面取得了一定的进展，但它仍然是全世界死亡的主要原因。在未来，靶向端粒酶或许将成为一种可行的抗癌策略。
参考文献
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策划 / 殷佩浩
审校 / 殷佩浩
责任编辑 / 杨泽安
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