端粒酶在肿瘤细胞中“泛滥成灾”

　　

    [生物通讯]研究人员发现，一种能够延长细胞寿命的蛋白质在肿瘤细胞中“泛滥成灾”。这项发现对于开发出新型抗癌药物以及干细胞癌症疗法都具有十分重要的意义。

    这种蛋白质就是所谓的端粒酶。端粒酶是由RNA和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶。它通过修复每次细胞分裂都要被磨损的染色体末端DNA即端粒来延长细胞的寿命。

    [AD340X300] 端粒是真核细胞内染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色体末端的复制，防止染色体融合、重组和降解.从单细胞的有机体到高等的动植物，端粒的结构和功能都很保守。磨损的端粒DNA最终会导致细胞死亡，而癌细胞可以产生含量异常高的端粒酶，因而可以任意复制自己。

    现在，来自加州大学伯克利分校的Kathleen Collins和她的同事发现了一种正常情况下可以抑制端粒酶含量的方法。她发现，健康细胞是将端粒酶储存在细胞核中的某一区域。只有当细胞分裂、染色体末端需要修补时，端粒酶才会从那个特殊部位释放出来。

    然而研究小组发现，在癌细胞中，端粒酶却是自由分散在细胞核中。如果科学家能够找到可将端粒酶遣返回“牢笼”的方法，“就意味着找到了一个新的癌细胞攻击点。”波士顿哈佛大学医学院的端粒酶研究专家Ron DePinho说道。

     端粒酶被认为与80％的癌症都有重要联系。通过抑制端粒酶作用来治疗某些类型肿瘤的分子目前正在临床试验之中。

长生不老

    端粒酶曾一度被认为是实现长生不老的关键。“端粒酶被认定为魔法无边。”Collins说。“一些人希望注入端粒酶能够修复染色体末端的端粒区域，保持细胞分裂，抵抗衰老。

    但这个梦最终破灭了。研究人员发现端粒酶只在一些快速分裂的皮肤、骨髓和肠干细胞中才具有活性。患上体内端粒酶缺乏这种罕见疾病的病人，皮肤、骨髓和肠胃组织会出现缺陷，但并没有出现过早衰老的迹象。

    但端粒酶疗法仍然具有利用价值：为端粒酶消耗殆尽的干细胞补充进新的端粒酶，使它们重新获得分裂能力。例如，DePinho 已经证明，通过补充进端粒酶有效缓解了小鼠的肝硬化。肝硬化是一种慢性进行性肝病，由一种或多种致病因素长期或反复地损害肝细胞，造成广泛的肝细胞变性、坏死、纤维组织增生，几年后导致肝功能衰竭。

    向血液和免疫系统中分化能力减弱的干细胞补充进端粒酶还能够治疗贫血和艾滋病。”总之，许多人都可以受益于端粒酶。”DePinho说。

端粒酶的派遣

    将一种荧光蛋白附着到端粒酶上，Collins的研究小组就可以观察端粒酶在细胞内的移动情况。当正常细胞的DNA被放射线破碎为小DNA片段时，细胞能够迅速释放端粒酶到一个叫做核小体的结构中。核小体是构成染色质的基本结构单位，使得染色质中DNA、RNA和蛋白质组织成为一种致密的结构形式。核小体中的端粒酶阻止这些DNA断片附着到染色体DNA上，保证细胞的损伤修复机制将断裂处修补好。

    Collins猜想，她的发现将对正在开发端粒酶疗法的生物技术公司会产生一定影响。补充端粒酶的治疗方法可能不会起作用－－除非他们能够将端粒酶运送到正确的位置，她说。

    但加州生物技术公司Geron的首席科学官对此却持不同态度，他认为，干细胞自身就可以派遣端粒酶到正确的位置上。

参考文献：

• Wong, J.M.Y., Kusdra, L. & Collins, K. Subnuclear shuttling of human telomerase induced by transformation and DNA damage. Nature Cell Biology, Published online, doi:10.1038/ncb846 (2002).

生物通摘译自NATURE