端粒酶基因治療技術(shù)

端粒酶基因治療技術(shù)甘麗、技術(shù)原理1.端粒的結(jié)構(gòu)及功能端粒位于真核染色體末端,由端粒DNA和端粒相關(guān)蛋白組成。人的染色體端粒由超過(guò)10000個(gè)拷貝的TTAGGG序列組成,具有一條單鏈富含GT的3’末端突出,端粒末端通過(guò)3’單鏈突出侵入到端粒的雙鏈中，形成一個(gè)套索樣結(jié)構(gòu)T-troop，然后與端粒結(jié)合蛋白結(jié)合以保持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。端粒在細(xì)胞分裂過(guò)程中不能為DNA聚合酶完全復(fù)制,因而隨著細(xì)胞分裂的不斷進(jìn)行而逐漸縮短,由此限制了細(xì)胞的分裂次數(shù)。端粒的作用主要有：保護(hù)染色體不被核酸酶降解，防止染色體相互融合，為端粒酶提供底物，解決DNA復(fù)制的末端隱縮，保證染色體的完全復(fù)制。2.端粒酶的結(jié)構(gòu)及功能端粒酶是一種以自身RNA為模板復(fù)制端粒序列的逆轉(zhuǎn)錄酶,它同時(shí)包含蛋白質(zhì)組分及核酸組分,能以自身的端粒酶RNA為模板,在一些必要的核內(nèi)蛋白參與下合成端粒的重復(fù)序列并添加至DNA的3’末端,其活性由所合成的重復(fù)序列和某些與端粒酶結(jié)合的蛋白質(zhì)所調(diào)節(jié)。端粒酶的主要功能是合成端粒重復(fù)序列,補(bǔ)充在細(xì)胞分裂增殖時(shí)丟失的端粒。當(dāng)斷裂的染色體末端有富含G、T的DNA存在時(shí),即使沒(méi)有完整的端粒重復(fù)序列存在,它也能被端粒酶作為引物DNA并為之延伸端粒序列。3.端粒、端粒酶與細(xì)胞衰老誘導(dǎo)細(xì)胞衰老的因素有很多，比如端粒損傷和染色體結(jié)構(gòu)損傷等。其中，端粒損傷是誘導(dǎo)細(xì)胞衰老的主要因素。端粒的末端形成一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)，被稱(chēng)為端粒的“保護(hù)帽”，端粒結(jié)構(gòu)破壞最終導(dǎo)致端粒的“脫帽”，暴露出染色體末端。端粒的耗損是衰老發(fā)生機(jī)制中極其重要的一環(huán)。端粒酶維護(hù)端粒的長(zhǎng)度,細(xì)胞的老化就會(huì)被延緩。人體衰老過(guò)程的根本原因是由自由基導(dǎo)致的氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激是70余種如心臟病、糖尿病、癌癥、中風(fēng)阿爾茲海默癥、帕金森綜合癥、黃斑變性等慢性退行性疾病的根源。氧化應(yīng)激可造成DNA損傷,可能是癌癥的罪魁禍?zhǔn)?還可導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡、白內(nèi)障等多種疾病?？寡趸苁棺杂苫泻投兊脽o(wú)害。大多數(shù)研究顯示端粒酶具有明顯的抗氧化應(yīng)激功能和保護(hù)線粒體的功能。端粒酶轉(zhuǎn)基因鼠表現(xiàn)出明顯的抗氧化應(yīng)激能力,其干細(xì)胞的增殖分化能力也提高,而端粒酶基因敲除鼠則表現(xiàn)出低的抗氧化應(yīng)激能力,并對(duì)化療藥物敏感。二、技術(shù)應(yīng)用1.抑制端粒酶活性誘導(dǎo)細(xì)胞衰老1）調(diào)控衰老與腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞衰老2．增強(qiáng)端粒酶活性的抗衰老效果相關(guān)研究表明,通過(guò)增強(qiáng)端粒酶基因表達(dá),可輕微延長(zhǎng)老年小鼠的端粒長(zhǎng)度,并在胰島素敏感性、骨質(zhì)疏松、神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)性等幾種老化相關(guān)參數(shù)上顯示改善,且不會(huì)增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,天然化合物如性激素能和端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，從而調(diào)節(jié)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶活性，如在臨床上對(duì)再生障礙性貧血患者采用雄激素治療，可緩解其造血干細(xì)胞增殖能力下降的癥狀。三、技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)1.技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1）端粒酶對(duì)于人類(lèi)長(zhǎng)壽，以及治療各種與衰老相關(guān)的疾病、功能性退化有決定性功效，對(duì)端粒酶合理的提取利用可以為很多困擾醫(yī)學(xué)界的慢性病解決提供思路。2）對(duì)端粒和端粒酶的認(rèn)知和相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用打破了固有的生命衰老進(jìn)程無(wú)法干預(yù)的認(rèn)知，利用好調(diào)節(jié)手段，對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)進(jìn)行抑制，讓對(duì)抗癌癥有了新的可能。2.缺點(diǎn)（1）端粒酶的基因治療技術(shù)有一定風(fēng)險(xiǎn)，處理得當(dāng)可以逆轉(zhuǎn)錄端粒序列，加長(zhǎng)端粒；處理不當(dāng)，則會(huì)引起細(xì)胞的瘋狂增殖，若有癌基因存在，則有癌癥發(fā)生的可能。（2）細(xì)胞衰老是一個(gè)多因素引發(fā)的復(fù)雜生理變化過(guò)程，現(xiàn)有的結(jié)果只能反映某個(gè)側(cè)面或部分機(jī)制，端粒酶基因治療技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中還需要進(jìn)一步完善對(duì)細(xì)胞衰老進(jìn)程的研究?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]應(yīng)樂(lè)倩,余暉,王雨婷,潘逸男,王金濤,王麗輝.端粒DNA損傷與細(xì)胞衰老的研究進(jìn)展[J].中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào),2018,40(03):403-411.[2]曲曉辰,許嘉越,王秉權(quán),毛騰宇,呂浩駿,黃志紓,歐田苗.端粒酶在端粒延長(zhǎng)中的機(jī)制研究及其作為藥物靶標(biāo)的進(jìn)展[J].今日藥學(xué),2018,28(04):285-288.[3]袁富文,童