好習慣延緩端粒變短

好習慣延緩端粒變短

牟慶璇編譯

生長在染色體末端的「端粒」，其長度反映細胞複製史及複製潛能，被稱作細胞壽命的「有絲分裂鍾」。由於端粒與衰老的許多癥狀有關，所以一直被科學家所關注。在5月15日發表的《NASA雙胞胎研究：太空一年游會帶來哪些變化？》一文中，我們介紹了美國宇航局的一項雙胞胎太空對照實驗。實驗結果顯示，宇航員斯科特的端粒長度在為期一年的航天飛行期間都顯著地延長，而當他返回地球後端粒又迅速變短。端粒是什麼？它什麼重要的作用？維持它的長度就能延緩衰老嗎？

在1996年，世界上首隻克隆羊——多利在英國降生，它為基因技術的發展注入了新的活力。不過，遺憾的是，多利僅存活了7年，比普通綿羊的平均年齡要短很多。關於多利過早死亡的原因有很多猜測，其中，最受大家認可的是因為其端粒較短。端粒是什麼呢？它為何能夠決定生命的長短？

端粒（telomere）

眾所周知，細胞是人體組織結構和功能的基本單位。細胞的生長、發育和死亡每時每刻都在體內進行著——老邁的細胞死去，新生的細胞又佔據了原來的位置。這種新陳代謝是人類保持活力、生命得以延續的基礎。

然而，每一代細胞的產生並不是無窮無盡的，隨著分化新細胞的能力越來越弱，個體的衰老和死亡亦如期而至。

端粒存在於真核細胞線狀染色體末端，它是一小段DNA蛋白質複合體，與端粒結合蛋白一起構成了特殊的「帽子」結構。作為染色體保持完整和穩定的三個要素之一（另兩個是著絲粒和複製原點），端粒的作用是保持染色體的完整性和控制細胞分裂周期。

端粒的長度反映了細胞複製的歷史和潛能，被稱作細胞壽命的「有絲分裂鍾」。如果把染色體比作一根鞋帶，端粒就是頂端的塑料頭，能夠減少鞋帶的磨損。

端粒酶

細胞里究竟存在什麼神奇的物質，可以給DNA的末端加上端粒？

美國加利福尼亞舊金山大學教授伊麗莎白·布萊克本（Elizabeth Blackburn）認為體內存在一種專門的「酶」，專職端粒的複製工作。她的學生卡羅爾·格雷德（Carol Greider）在1984年發現了端粒酶存在的印記。

伊利莎白·布萊克本有關端粒研究的報告得到了哈佛醫學院傑克·紹斯塔克教授（Jack Szostak）的關注。當時，紹斯塔克正嘗試在釀酒酵母里建構人工染色體，卻每每遭遇DNA被降解的結局，布萊克本的報告讓他茅塞頓開，最終他通過在酵母中導入端粒保住了DNA。

2009年10月5日，憑藉「發現端粒和端粒酶是如何保護染色體的」這一成果，伊麗莎白·布萊克本、卡羅爾·格雷德和傑克·邵斯塔克共同拿下了當年的諾貝爾生理學或醫學獎。

如果保持端粒酶的活性，讓其維持端粒長度，是否能延緩衰老呢？想法雖好，卻並沒有那麼簡單。

端粒酶其實是把雙刃劍。除了生殖細胞以外，它在正常成年人的幾乎所有細胞中都是休眠的。但在某些人體細胞內被激活後，可以使細胞呈現出無限複製的能力，而這些細胞正是癌細胞。在超過85%的癌症中，科學家都觀察到了端粒酶的活性增高。

慶幸的是，鑒於端粒酶在癌細胞中的含量增高，它不但成為最廣譜的癌症分子標記物，而且人們可以利用這一點，通過抑制酶的活性來對付癌症。迄今為止，以端粒酶為靶點的臨床試驗已有數十項正在進行，有些抗癌藥物已經進入了三期臨床試驗。

好習慣延緩端粒變短

端粒雖小，作用卻大，它們的長度與衰老的許多癥狀有關。研究表明，端粒較短的人免疫力較差，心臟病發病率更高，死亡率也更高。每過一年，端粒就會更短，一些細胞停止複製，癥狀就會惡化。端粒是否是衰老的最關鍵原因還不確定，但已經明確的是，紫外線和代謝損傷會進一步縮短端粒，從而引發癌症和衰老。

人體的新陳代謝會分解食物來獲取能量，這會產自由基等高能粒子，就像紫外線一樣，可以破壞DNA，進而磨損端粒。這種代謝損傷會在一生的飲食中積累。科學家們認為，這就是為什麼多年來超重老年人患端粒縮短和癌症的風險要高得多的原因。富含抗氧化劑的飲食，如水果、蔬菜、堅果和豆類，能夠對抗代謝損傷，實際上是在保護端粒。

研究還發現，有氧耐力運動（比如長跑）和高強度間歇訓練會影響端粒健康。雖然研究沒有發現力量訓練對端粒健康有影響，但它會帶來其它一些健康益處，所以也不能忽略。除此之外，冥想、充足的睡眠和愉悅的心情都會影響端粒的長度。

在利用端粒的秘密來超越基因極限之前，人類還有很多東西需要進一步深入研究。但是現在可以做到保護端粒免受太陽和自己所造成的傷害。或許，以後大家見面打招呼的方式會變成「哇，你的端粒好長喲！」

參考文獻：

https://theconversation.com/how-summer-and-diet-damage-your-dna-and-what-you-can-do-99269

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