分子肿瘤学分子肿瘤学第七节第七节 端粒、端粒酶与肿瘤端粒、端粒酶与肿瘤 细胞是有寿命的细胞学家细胞是有寿命的细胞学家HayflickHayflick发现，发现，培养人体的成纤维细胞，在营养充分供给的情况培养人体的成纤维细胞，在营养充分供给的情况下，细胞分裂到下，细胞分裂到5050代左右就停止活动了，真正地代左右就停止活动了，真正地进入衰老期，这一发现似乎告诉人们在细胞内有进入衰老期，这一发现似乎告诉人们在细胞内有一口衰老钟或细胞分裂钟（一口衰老钟或细胞分裂钟（mitotic clock)mitotic clock)，这，这限定了细胞分裂的次数，也就限定了生物的寿命限定了细胞分裂的次数，也就限定了生物的寿命 肿瘤细胞为什么具有永生的特性，它为什么肿瘤细胞为什么具有永生的特性，它为什么可以不受限制的增殖？可以不受限制的增殖？ 研究显示染色体端粒（研究显示染色体端粒（telomeretelomere）） 、端粒酶（、端粒酶（telomerasetelomerase）与动物及人类的）与动物及人类的衰老、恶性肿瘤发生有高度相关性，成为衰老、恶性肿瘤发生有高度相关性，成为发育生物学、分子肿瘤学等众多学科关注发育生物学、分子肿瘤学等众多学科关注的焦点。
人们期望能从中寻找出抗细胞衰的焦点人们期望能从中寻找出抗细胞衰老和治疗肿瘤的新途径老和治疗肿瘤的新途径 •端粒（端粒（telomeretelomere））是真核生物染色体的是真核生物染色体的天然末端，是细胞必需的遗传组分，因天然末端，是细胞必需的遗传组分，因为它能够补偿染色体末端遗传信息的丢为它能够补偿染色体末端遗传信息的丢失•早在早在19381938年年MulerMuler用用X X射线处理果蝇，观射线处理果蝇，观察和分析因射线辐射引起的染色体重组察和分析因射线辐射引起的染色体重组的频率和类型时，发现染色体末端很少的频率和类型时，发现染色体末端很少有缺失与倒位现象发生，便推断在染色有缺失与倒位现象发生，便推断在染色体的两端一定存在一种特殊的结构并将体的两端一定存在一种特殊的结构并将它称之为端粒它称之为端粒 一、端粒、端粒酶的发现与染色体一、端粒、端粒酶的发现与染色体 的末端复制机制的末端复制机制 •在在复复制制过过程程中中，，染染色色体体末末端端的的碱碱基基对对会会缓缓慢慢地地丢丢失失，，随随着着每每一一次次的的细细胞胞分分裂裂，，染染色色体体末末端端将将丢丢失失5050~ ~200200个个端端粒粒核核苷苷酸酸，，所所以以在在连连续续分分裂裂中中，，染染色色体体产产生生进进行行性性缩缩短短，，致致使使末末端端功功能能丧丧失失和和染染色色体体不不稳稳定，最终导致细胞衰老和死亡。
定，最终导致细胞衰老和死亡•WattonWatton在在19721972年年提提出出了了染染色色体体末末端端复复制制问题 •自自然然界界中中不不同同的的生生物物有有着着各各自自巧巧妙妙的的““策略策略””来解决来解决DNADNA末端复制的难题末端复制的难题v原原核核生生物物有有的的将将自自已已的的DNADNA环环化化，，新新链链的的3’-OH3’-OH端端继继续续向向前前延延伸伸，，这这样样一一来来便便可可补上补上RNARNA引物被消除后所留下的空缺引物被消除后所留下的空缺v有的通过形成多连体来达到完全复制有的通过形成多连体来达到完全复制 v一一一一些些些些具具具具线线线线性性性性DNADNADNADNA的的的的病病病病毒毒毒毒，，，，在在在在长长长长期期期期的的的的进进进进化化化化过过过过程程程程中中中中，，，，也恰当地选择了自已的末端复制策略也恰当地选择了自已的末端复制策略也恰当地选择了自已的末端复制策略也恰当地选择了自已的末端复制策略Ø如如如如细细细细小小小小病病病病毒毒毒毒（（（（pariovirnspariovirnspariovirnspariovirns））））在在在在单单单单股股股股DNADNADNADNA末末末末端端端端有有有有一一一一个个个个正正正正向向向向的的的的反反反反向向向向的的的的重重重重复复复复序序序序列列列列，，，，这这这这一一一一回回回回文文文文片片片片段段段段能能能能在在在在末末末末端端端端形形形形成成成成发发发发卡卡卡卡形形形形结结结结构构构构，，，，使使使使得得得得合合合合成成成成新新新新链链链链折折折折回回回回补补补补齐齐齐齐5’5’5’5’端缺失。
端缺失Ø腺腺腺腺病病病病毒毒毒毒则则则则有有有有一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质与与与与5’5’5’5’端端端端共共共共价价价价连连连连接，并可作为腺病毒接，并可作为腺病毒接，并可作为腺病毒接，并可作为腺病毒DNADNADNADNA复制的起始引物复制的起始引物复制的起始引物复制的起始引物 真核生物的染色体真核生物的染色体 DNADNA末端复制末端复制• •1985198519851985年年年年BlackburnBlackburnBlackburnBlackburn实实实实验验验验室室室室在在在在四四四四膜膜膜膜虫虫虫虫中中中中发发发发现现现现并并并并纯纯纯纯化化化化了了了了一一一一种种种种由由由由RNARNARNARNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白酶，和蛋白质组成的核糖核酸蛋白酶，和蛋白质组成的核糖核酸蛋白酶，和蛋白质组成的核糖核酸蛋白酶，vv它能以自身的它能以自身的它能以自身的它能以自身的RNARNARNARNA为模板，为模板，为模板，为模板，vv通通通通过过过过另另另另一一一一组组组组分分分分即即即即依依依依赖赖赖赖于于于于RNARNARNARNA的的的的DNADNADNADNA多多多多聚聚聚聚酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性在在在在染染染染色色色色体末端添加端粒重复顺序，体末端添加端粒重复顺序，体末端添加端粒重复顺序，体末端添加端粒重复顺序，vv当当当当合合合合成成成成完完完完毕毕毕毕时时时时，，，，该该该该酶酶酶酶向向向向远远远远处处处处易易易易位位位位，，，，再再再再继继继继续续续续合合合合成成成成新新新新的的的的重重重重复序列复序列复序列复序列vv延延延延长长长长的的的的末末末末端端端端可可可可以以以以形形形形成成成成回回回回文文文文结结结结构构构构，，，，使使使使得得得得合合合合成成成成新新新新链链链链折折折折回回回回补补补补齐齐齐齐5’5’5’5’端端端端缺缺缺缺失失失失，，，，达达达达到到到到末末末末端端端端的的的的完完完完全全全全复复复复制制制制，，，，这这这这就就就就是是是是真真真真核核核核生生生生物物物物的末端复制机制。
的末端复制机制的末端复制机制的末端复制机制 这种酶被称为这种酶被称为这种酶被称为这种酶被称为端粒酶端粒酶端粒酶端粒酶 二二. .端粒的结构、功能与端粒的结构、功能与 长度调节机制长度调节机制1 1、端粒的结构、端粒的结构 v端粒由规则或不规则的双链重复序列和最末端端粒由规则或不规则的双链重复序列和最末端端粒由规则或不规则的双链重复序列和最末端端粒由规则或不规则的双链重复序列和最末端的一条富含的一条富含的一条富含的一条富含G G G G的单链重复序列及端粒结合蛋白的单链重复序列及端粒结合蛋白的单链重复序列及端粒结合蛋白的单链重复序列及端粒结合蛋白组成v端粒结合蛋白分为两类：端粒结合蛋白分为两类：端粒结合蛋白分为两类：端粒结合蛋白分为两类：Ø端粒单链结合蛋白和端粒双链结合蛋白端粒单链结合蛋白和端粒双链结合蛋白端粒单链结合蛋白和端粒双链结合蛋白端粒单链结合蛋白和端粒双链结合蛋白Ø前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；前者在端粒末端提供帽状结构以稳定端粒；Ø后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端后者可能直接参与端粒长度平衡的维持，是端粒延伸的负调节因子。
粒延伸的负调节因子粒延伸的负调节因子粒延伸的负调节因子 对于一个特定的真核生物物种，它一定具对于一个特定的真核生物物种，它一定具对于一个特定的真核生物物种，它一定具对于一个特定的真核生物物种，它一定具有其特征性的端粒有其特征性的端粒有其特征性的端粒有其特征性的端粒DNADNADNADNA序列和平均长度研究序列和平均长度研究序列和平均长度研究序列和平均长度研究结果表明，人类的端粒序列为结果表明，人类的端粒序列为结果表明，人类的端粒序列为结果表明，人类的端粒序列为[TTAGGG][TTAGGG][TTAGGG][TTAGGG]n n n n，约，约，约，约5 5 5 5~ ~ ~ ~20kb20kb20kb20kb 2 2、端粒的功能、端粒的功能v端端端端粒粒粒粒的的的的功功功功能能能能主主主主要要要要在在在在于于于于维维维维持持持持染染染染色色色色体体体体的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，，，，此此此此外，还参与核中的一系列活动外，还参与核中的一系列活动外，还参与核中的一系列活动外，还参与核中的一系列活动v如如如如：：：：染染染染色色色色体体体体定定定定位位位位，，，，转转转转录录录录抑抑抑抑制制制制，，，，异异异异染染染染色色色色质质质质形形形形成成成成，，，，起起起起细细细细胞胞胞胞有有有有丝丝丝丝分分分分裂裂裂裂钟钟钟钟的的的的作作作作用用用用，，，，介介介介导导导导染染染染色色色色体体体体复复复复制制制制、、、、引导减数分裂时的同源染色体配对等。
引导减数分裂时的同源染色体配对等引导减数分裂时的同源染色体配对等引导减数分裂时的同源染色体配对等 3 3、端粒长度的调节机制、端粒长度的调节机制•改改变变端端粒粒结结构构会会导导致致端端粒粒酶酶活活性性失失常常，，从而控制端粒的长度从而控制端粒的长度•而而DNADNA的的不不完完全全复复制制、、端端粒粒的的加加工工和和端端粒粒的重组，则会引起端粒的缩短的重组，则会引起端粒的缩短 •端粒的延伸与无限增殖化细胞端粒长度端粒的延伸与无限增殖化细胞端粒长度维持机制有关：维持机制有关：v①①端粒酶阳性途径（端粒酶阳性途径（telomerase-telomerase-positive pathwaypositive pathway），这类细胞端粒酶），这类细胞端粒酶呈阳性，端粒短呈阳性，端粒短v②②端粒酶阴性途径（端粒酶阴性途径（telomerase-telomerase-negative pathwaynegative pathway），这类细胞端粒酶），这类细胞端粒酶阴性，其端粒并不缩短阴性，其端粒并不缩短 三三. .端粒酶的结构、功能及端粒酶的结构、功能及 活性调控与检测活性调控与检测1 1、端粒酶的结构与功能、端粒酶的结构与功能 端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶是是是是一一一一种种种种自自自自身身身身携携携携带带带带模模模模板板板板的的的的反反反反转转转转录录录录酶酶酶酶，，，，在在在在结结结结构构构构上上上上是是是是一一一一种种种种核核核核糖糖糖糖核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白（（（（nuclear nuclear ribonuclear ribonuclear protein,RNP)protein,RNP)复合物，由复合物，由 RNA RNA RNA RNA和蛋白质亚基组成。
和蛋白质亚基组成和蛋白质亚基组成和蛋白质亚基组成v端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的RNA RNA RNA RNA 是是是是合合合合成成成成端端端端粒粒粒粒DNADNADNADNA的的的的模模模模板板板板，，，，人人人人端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶RNARNARNARNA组组组组分分分分基基基基因因因因于于于于1995199519951995年年年年克克克克隆隆隆隆，，，，命命命命名名名名为为为为hTRhTRhTRhTR基基基基因因因因定定定定位位位位于于于于 三三三三 号号号号 染染染染 色色色色 体体体体 ，，，， 约约约约 含含含含 450450450450个个个个 碱碱碱碱 基基基基 ，，，， 包包包包 含含含含5(CUAACCCUAAC)3TTAGGG5(CUAACCCUAAC)3TTAGGG5(CUAACCCUAAC)3TTAGGG5(CUAACCCUAAC)3TTAGGG互互互互补补补补而而而而特特特特异异异异地地地地合合合合成成成成人人人人染染染染色色色色体体体体端端端端粒粒粒粒的的的的DNADNADNADNA hTRhTRhTRhTR基基基基因因因因在在在在所所所所有有有有体体体体细细细细胞胞胞胞中中中中都都都都有有有有表达，因而表达，因而表达，因而表达，因而hTRhTRhTRhTR的表达不能说明端粒酶活性。
的表达不能说明端粒酶活性的表达不能说明端粒酶活性的表达不能说明端粒酶活性 v其其其其主主主主要要要要功功功功能能能能在在在在于于于于合合合合成成成成染染染染色色色色体体体体端端端端粒粒粒粒的的的的重重重重复复复复序序序序列列列列，，，，以以以以维维维维持持持持端端端端粒粒粒粒长长长长度度度度的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，，，，端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶也也也也能能能能使使使使断断断断裂裂裂裂染色体在原位形成端粒染色体在原位形成端粒染色体在原位形成端粒染色体在原位形成端粒 2 2、端粒酶的活性、检测与调控、端粒酶的活性、检测与调控端粒酶的活性：端粒酶的活性：v不同的细胞，同一细胞的不同状态及某些物质不同的细胞，同一细胞的不同状态及某些物质不同的细胞，同一细胞的不同状态及某些物质不同的细胞，同一细胞的不同状态及某些物质的协同作用都可影响到端粒酶的活性的协同作用都可影响到端粒酶的活性的协同作用都可影响到端粒酶的活性的协同作用都可影响到端粒酶的活性v对人体正常组织、多种良性病变及恶性肿瘤组对人体正常组织、多种良性病变及恶性肿瘤组对人体正常组织、多种良性病变及恶性肿瘤组对人体正常组织、多种良性病变及恶性肿瘤组织端粒酶活性进行检测，发现细胞分裂能力较织端粒酶活性进行检测，发现细胞分裂能力较织端粒酶活性进行检测，发现细胞分裂能力较织端粒酶活性进行检测，发现细胞分裂能力较强，分裂较快的组织端粒酶活性较高。
强，分裂较快的组织端粒酶活性较高强，分裂较快的组织端粒酶活性较高强，分裂较快的组织端粒酶活性较高v胎儿时期的端粒酶有较高的活性，但在出生后胎儿时期的端粒酶有较高的活性，但在出生后胎儿时期的端粒酶有较高的活性，但在出生后胎儿时期的端粒酶有较高的活性，但在出生后不久，除生殖细胞和干细胞等少数细胞显弱端不久，除生殖细胞和干细胞等少数细胞显弱端不久，除生殖细胞和干细胞等少数细胞显弱端不久，除生殖细胞和干细胞等少数细胞显弱端粒酶活性外，端粒酶多处于失活状态粒酶活性外，端粒酶多处于失活状态粒酶活性外，端粒酶多处于失活状态粒酶活性外，端粒酶多处于失活状态v绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显的端粒酶活绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显的端粒酶活绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显的端粒酶活绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显的端粒酶活性 端粒酶活性的检测：端粒酶活性的检测： 目目目目前前前前常常常常用用用用的的的的检检检检测测测测方方方方法法法法有有有有：：：：同同同同位位位位素素素素法法法法、、、、染染染染色色色色法法法法、、、、荧荧荧荧光光光光法法法法、、、、ELISAELISAELISAELISA法法法法，，，，也也也也有有有有报报报报道道道道用用用用原原原原位位位位杂杂杂杂交交交交方方方方法法法法检检检检测测测测石石石石蜡蜡蜡蜡标标标标本本本本的的的的端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶基基基基因因因因表表表表达达达达获获获获得得得得与与与与生生生生化化化化活活活活性性性性测测测测定相一致的结果。
定相一致的结果定相一致的结果定相一致的结果 端端端端粒粒粒粒重重重重复复复复序序序序列列列列扩扩扩扩增增增增法法法法（（（（telomere telomere telomere telomere repeat repeat repeat repeat amplification amplification amplification amplification protocol,TRAP)protocol,TRAP)protocol,TRAP)protocol,TRAP)是是是是将将将将端端端端粒粒粒粒延延延延伸伸伸伸与与与与PCRPCRPCRPCR结结结结合合合合起起起起来来来来的的的的方方方方法法法法，，，，在在在在此此此此基基基基础础础础上上上上又又又又发发发发展展展展了了了了TRAP-TRAP-TRAP-TRAP-ELISAELISAELISAELISA法等法等法等法等 端粒酶活性的调控端粒酶活性的调控：：端粒酶活性的内在调节端粒酶活性的内在调节端粒酶活性的内在调节端粒酶活性的内在调节vv端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶在在在在正正正正常常常常人人人人体体体体细细细细胞胞胞胞的的的的失失失失活活活活与与与与在在在在恶恶恶恶性性性性肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤细细细细胞胞胞胞中中中中的的的的高表达，说明体内端粒酶调控机制的存在高表达，说明体内端粒酶调控机制的存在高表达，说明体内端粒酶调控机制的存在高表达，说明体内端粒酶调控机制的存在vv端端端端 粒粒粒粒 重重重重 复复复复 结结结结 合合合合 因因因因 子子子子 （（（（ telomeric telomeric telomeric telomeric repeat repeat repeat repeat binding binding binding binding factor,TRF)1factor,TRF)1factor,TRF)1factor,TRF)1和和和和2 2 2 2是是是是与与与与端端端端粒粒粒粒特特特特异异异异结结结结合合合合的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质，，，，其其其其中中中中TRF1TRF1TRF1TRF1是是是是端端端端粒粒粒粒长长长长度度度度的的的的负负负负向向向向调调调调控控控控因因因因子子子子，，，，其其其其通通通通过过过过阻阻阻阻碍碍碍碍端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶与端粒的结合而发挥作用，而与端粒的结合而发挥作用，而与端粒的结合而发挥作用，而与端粒的结合而发挥作用，而TRF2TRF2TRF2TRF2是端粒的保护因子。
是端粒的保护因子是端粒的保护因子是端粒的保护因子vv端端端端锚锚锚锚酶酶酶酶（（（（tankyrase,TRF1-interactin)tankyrase,TRF1-interactin)tankyrase,TRF1-interactin)tankyrase,TRF1-interactin)是是是是一一一一种种种种DNADNADNADNA核核核核糖糖糖糖聚聚聚聚合合合合酶酶酶酶，，，，可可可可与与与与TRF1TRF1TRF1TRF1结结结结合合合合，，，，把把把把与与与与端端端端粒粒粒粒结结结结合合合合的的的的TRF1TRF1TRF1TRF1从从从从端端端端粒粒粒粒上移开，从而使端粒酶发挥作用上移开，从而使端粒酶发挥作用上移开，从而使端粒酶发挥作用上移开，从而使端粒酶发挥作用vv端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性调调调调控控控控还还还还与与与与细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期、、、、细细细细胞胞胞胞分分分分化化化化进进进进程程程程，，，，细细细细胞胞胞胞中中中中蛋蛋蛋蛋白白白白磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化反反反反应应应应、、、、凋凋凋凋亡亡亡亡调调调调控控控控基基基基因因因因如如如如bcl-2bcl-2bcl-2bcl-2、、、、c-mycc-mycc-mycc-myc等等等等的的的的调调调调控控控控有有有有关关关关。
雌雌雌雌、、、、孕孕孕孕激激激激素素素素的的的的水水水水平平平平的的的的变变变变化化化化也也也也参参参参与与与与了了了了调调调调节节节节人人人人3 3 3 3号号号号染染染染色色色色体体体体上上上上可可可可能能能能存存存存在在在在端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的抑抑抑抑制制制制基基基基因因因因，，，，当当当当将将将将人人人人3 3 3 3号号号号染染染染色色色色体体体体导导导导入入入入肾肾肾肾癌癌癌癌细细细细胞胞胞胞株株株株，，，，则则则则出出出出现现现现细细细细胞胞胞胞端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性性性性丧失，细胞失去无限制生长能力丧失，细胞失去无限制生长能力丧失，细胞失去无限制生长能力丧失，细胞失去无限制生长能力 端粒酶活性的外在调节端粒酶活性的外在调节端粒酶活性的外在调节端粒酶活性的外在调节v细细细细胞胞胞胞中中中中加加加加入入入入端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶RNARNARNARNA组组组组份份份份的的的的反反反反义义义义寡寡寡寡核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸，，，，使端粒酶的活性受到抑制；使端粒酶的活性受到抑制；使端粒酶的活性受到抑制；使端粒酶的活性受到抑制；v改改改改变变变变DNADNADNADNA的的的的二二二二级级级级结结结结构构构构或或或或在在在在细细细细胞胞胞胞中中中中加加加加入入入入阳阳阳阳离离离离子子子子卟卟卟卟啉啉啉啉，，，，妨妨妨妨碍碍碍碍端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶与与与与端端端端粒粒粒粒结结结结合合合合，，，，从从从从而而而而间间间间接接接接抑抑抑抑制制制制端端端端粒酶活性；粒酶活性；粒酶活性；粒酶活性；v使使使使用用用用蛋蛋蛋蛋白白白白激激激激酶酶酶酶(PKC)(PKC)(PKC)(PKC)抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂抑抑抑抑制制制制端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性 ；；；；v通通通通过过过过破破破破坏坏坏坏端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的DNADNADNADNA锚锚锚锚着着着着区区区区，，，，抑抑抑抑制制制制端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性。
性 四四. .端粒、端粒酶与衰老的关系端粒、端粒酶与衰老的关系 v人人人人类类类类细细细细胞胞胞胞内内内内端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性性性性的的的的缺缺缺缺失失失失将将将将导导导导致致致致端端端端粒粒粒粒缩缩缩缩短短短短，，，，这这这这种种种种缩缩缩缩短短短短使使使使得得得得端端端端粒粒粒粒最最最最终终终终成成成成为为为为不不不不能能能能被被被被细细细细胞胞胞胞识识识识别别别别的的的的末末末末端端端端但但但但这这这这并并并并不不不不是是是是说说说说端端端端粒粒粒粒不不不不存存存存在在在在了了了了，，，，而而而而是是是是说说说说端端端端粒粒粒粒缩缩缩缩短短短短到到到到了了了了一一一一个个个个““““关关关关键键键键长长长长度度度度””””，，，，端端端端粒粒粒粒一一一一旦旦旦旦短短短短于于于于此此此此长长长长度度度度，，，，就就就就很很很很有有有有可可可可能能能能导导导导致致致致染染染染色色色色体体体体双双双双链链链链的的的的断断断断裂裂裂裂，，，，并并并并激激激激活活活活细细细细胞胞胞胞自身的检验系统，从而使细胞进入死亡危机状态自身的检验系统，从而使细胞进入死亡危机状态自身的检验系统，从而使细胞进入死亡危机状态。
自身的检验系统，从而使细胞进入死亡危机状态 v随着端粒的进一步丢失，将会发生染色体重排、随着端粒的进一步丢失，将会发生染色体重排、随着端粒的进一步丢失，将会发生染色体重排、随着端粒的进一步丢失，将会发生染色体重排、 双着丝粒染色体和非整倍染色体的形成等错误，双着丝粒染色体和非整倍染色体的形成等错误，双着丝粒染色体和非整倍染色体的形成等错误，双着丝粒染色体和非整倍染色体的形成等错误， 这将导致进一步的危机产生这将导致进一步的危机产生这将导致进一步的危机产生这将导致进一步的危机产生 v如如如如果果果果细细细细胞胞胞胞试试试试图图图图要要要要维维维维持持持持其其其其正正正正常常常常的的的的分分分分裂裂裂裂，，，，那那那那么么么么就就就就必必必必须须须须阻止端粒的进一步丢失，并且激活端粒酶阻止端粒的进一步丢失，并且激活端粒酶阻止端粒的进一步丢失，并且激活端粒酶阻止端粒的进一步丢失，并且激活端粒酶v因因因因为为为为只只只只有有有有这这这这样样样样细细细细胞胞胞胞才才才才能能能能进进进进行行行行正正正正常常常常的的的的染染染染色色色色体体体体复复复复制制制制因因因因此此此此，，，，只只只只有有有有那那那那些些些些重重重重新新新新获获获获得得得得端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性性性性的的的的细细细细胞胞胞胞才才才才能能能能继续生存下去。
继续生存下去继续生存下去继续生存下去v对对对对于于于于那那那那些些些些无无无无法法法法激激激激活活活活端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶（（（（即即即即无无无无法法法法阻阻阻阻止止止止端端端端粒粒粒粒进进进进一一一一步丢失）的细胞将只能面临趋向衰老死亡的结果步丢失）的细胞将只能面临趋向衰老死亡的结果步丢失）的细胞将只能面临趋向衰老死亡的结果步丢失）的细胞将只能面临趋向衰老死亡的结果 5’ 5’5’ 5’端粒消耗端粒维持细胞衰老细胞永生化染色体DNA端粒端粒 （（（（KbpKbp）））） 干细胞干细胞干细胞干细胞 种系细胞端粒酶呈阳性种系细胞端粒酶呈阳性种系细胞端粒酶呈阳性种系细胞端粒酶呈阳性 正常体细胞端粒酶呈阴性正常体细胞端粒酶呈阴性正常体细胞端粒酶呈阴性正常体细胞端粒酶呈阴性 M1 M1 =5-7=5-7 转化事件转化事件转化事件转化事件 M2 M2 =2-4=2-4 永生化肿瘤细胞端粒酶呈阳性永生化肿瘤细胞端粒酶呈阳性永生化肿瘤细胞端粒酶呈阳性永生化肿瘤细胞端粒酶呈阳性 Hyflick Hyflick极限期（极限期（极限期（极限期（M1M1）））） 危机期（危机期（危机期（危机期（M2M2））））复复复复 制制制制 年年年年 龄龄龄龄 端粒丢失与衰老关系模型端粒丢失与衰老关系模型端粒丢失与衰老关系模型端粒丢失与衰老关系模型端端端端粒粒粒粒限限限限制制制制性性性性片片片片断断断断长长长长度度度度 ““端粒端粒- -端粒酶端粒酶””假说假说基于端粒在细胞寿命中的作用，基于端粒在细胞寿命中的作用，HarleyHarley提出了提出了““端粒端粒- -端粒酶端粒酶””假说。
在细胞有丝分裂过程中，伴假说在细胞有丝分裂过程中，伴随着部分端粒序列的丢失，端粒长度缩短当端随着部分端粒序列的丢失，端粒长度缩短当端粒缩短至一定长度时，可能触发某种信号，使细粒缩短至一定长度时，可能触发某种信号，使细胞进入胞进入Hayflick限制或第一死亡期（限制或第一死亡期（M1M1期）期）(mortality stage 1)(mortality stage 1)，此时细胞不再分裂并出现，此时细胞不再分裂并出现老化如果细胞被病毒转化，或者某些抑癌基因老化如果细胞被病毒转化，或者某些抑癌基因的突变，细胞越过的突变，细胞越过M1M1期继续分裂，端粒继续缩短，期继续分裂，端粒继续缩短，最终达到一个关键阈值，细胞进入最终达到一个关键阈值，细胞进入M2M2期期(mortality stage 2) (mortality stage 2) 这时，染色体可能出现这时，染色体可能出现异常形态，某些细胞因端粒太短丧失功能而导致异常形态，某些细胞因端粒太短丧失功能而导致细胞死亡，但极少数细胞在此阶段激活了端粒酶，细胞死亡，但极少数细胞在此阶段激活了端粒酶，端粒功能得以恢复，染色体稳定，从而逃避端粒功能得以恢复，染色体稳定，从而逃避M2M2危危机，获得永生化。
机，获得永生化 1994 1994年发现端粒酶仅在人卵巢细胞中年发现端粒酶仅在人卵巢细胞中表达，而在正常卵巢细胞中缺乏，才真正表达，而在正常卵巢细胞中缺乏，才真正开始意识到端粒、端粒酶在肿瘤发生、发开始意识到端粒、端粒酶在肿瘤发生、发展中的重要性展中的重要性 •近年来，人们对人体恶性肿瘤组织端粒酶的活近年来，人们对人体恶性肿瘤组织端粒酶的活近年来，人们对人体恶性肿瘤组织端粒酶的活近年来，人们对人体恶性肿瘤组织端粒酶的活性进行检测，结果显示，绝大多数恶性肿瘤组性进行检测，结果显示，绝大多数恶性肿瘤组性进行检测，结果显示，绝大多数恶性肿瘤组性进行检测，结果显示，绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显的端粒酶活性，而在正常细胞株织均显示明显的端粒酶活性，而在正常细胞株织均显示明显的端粒酶活性，而在正常细胞株织均显示明显的端粒酶活性，而在正常细胞株和癌旁组织标本中端粒酶几乎全部为阴性这和癌旁组织标本中端粒酶几乎全部为阴性这和癌旁组织标本中端粒酶几乎全部为阴性这和癌旁组织标本中端粒酶几乎全部为阴性这有力佐证了端粒酶的激活在维持细胞永生化、有力佐证了端粒酶的激活在维持细胞永生化、有力佐证了端粒酶的激活在维持细胞永生化、有力佐证了端粒酶的激活在维持细胞永生化、促进肿瘤的发生发展方面所具有的重要意义。
促进肿瘤的发生发展方面所具有的重要意义促进肿瘤的发生发展方面所具有的重要意义促进肿瘤的发生发展方面所具有的重要意义•端粒端粒酶与细胞永生和肿瘤的关系可用端粒端粒酶与细胞永生和肿瘤的关系可用端粒端粒酶与细胞永生和肿瘤的关系可用端粒端粒酶与细胞永生和肿瘤的关系可用M1/M2M1/M2M1/M2M1/M2假说来解释，即细胞获得永生化必须克假说来解释，即细胞获得永生化必须克假说来解释，即细胞获得永生化必须克假说来解释，即细胞获得永生化必须克服两个死亡危机期服两个死亡危机期服两个死亡危机期服两个死亡危机期•端粒酶特异地表达于各种肿瘤细胞，是大多数端粒酶特异地表达于各种肿瘤细胞，是大多数端粒酶特异地表达于各种肿瘤细胞，是大多数端粒酶特异地表达于各种肿瘤细胞，是大多数肿瘤细胞持续分裂所必需的，因此，端粒酶活肿瘤细胞持续分裂所必需的，因此，端粒酶活肿瘤细胞持续分裂所必需的，因此，端粒酶活肿瘤细胞持续分裂所必需的，因此，端粒酶活性是诊断多数恶性肿瘤、判断愈后的良好指标性是诊断多数恶性肿瘤、判断愈后的良好指标性是诊断多数恶性肿瘤、判断愈后的良好指标性是诊断多数恶性肿瘤、判断愈后的良好指标 •端粒酶可作为肿瘤早期诊断的指标端粒酶可作为肿瘤早期诊断的指标端粒酶可作为肿瘤早期诊断的指标端粒酶可作为肿瘤早期诊断的指标•人们试图抑制端粒酶活性来治疗肿瘤，它可能人们试图抑制端粒酶活性来治疗肿瘤，它可能人们试图抑制端粒酶活性来治疗肿瘤，它可能人们试图抑制端粒酶活性来治疗肿瘤，它可能比目前所使用的化学疗法和基因疗法具更大的比目前所使用的化学疗法和基因疗法具更大的比目前所使用的化学疗法和基因疗法具更大的比目前所使用的化学疗法和基因疗法具更大的优势。
优势•端粒酶抑制剂具有较高的特异性和较少的副作端粒酶抑制剂具有较高的特异性和较少的副作端粒酶抑制剂具有较高的特异性和较少的副作端粒酶抑制剂具有较高的特异性和较少的副作用，并具有广谱性用，并具有广谱性用，并具有广谱性用，并具有广谱性•传统疗法对早期肿瘤最有效，而端粒酶抑制剂传统疗法对早期肿瘤最有效，而端粒酶抑制剂传统疗法对早期肿瘤最有效，而端粒酶抑制剂传统疗法对早期肿瘤最有效，而端粒酶抑制剂可能对晚期和扩散肿瘤也有效可能对晚期和扩散肿瘤也有效可能对晚期和扩散肿瘤也有效可能对晚期和扩散肿瘤也有效•端粒酶活性的监测可作为判断肿瘤肿瘤大小、端粒酶活性的监测可作为判断肿瘤肿瘤大小、端粒酶活性的监测可作为判断肿瘤肿瘤大小、端粒酶活性的监测可作为判断肿瘤肿瘤大小、恶性程度、淋巴结转移、肿瘤的分级及预后的恶性程度、淋巴结转移、肿瘤的分级及预后的恶性程度、淋巴结转移、肿瘤的分级及预后的恶性程度、淋巴结转移、肿瘤的分级及预后的重要指标重要指标重要指标重要指标•体外研究发现端粒酶活性与肿瘤细胞的分化呈体外研究发现端粒酶活性与肿瘤细胞的分化呈体外研究发现端粒酶活性与肿瘤细胞的分化呈体外研究发现端粒酶活性与肿瘤细胞的分化呈负相关负相关负相关负相关• 端粒、端粒酶与肿瘤研究中遇到的几端粒、端粒酶与肿瘤研究中遇到的几个基本问题：个基本问题： • •在端粒酶阳性细胞中，端粒酶是肿瘤细胞形成的原因在端粒酶阳性细胞中，端粒酶是肿瘤细胞形成的原因在端粒酶阳性细胞中，端粒酶是肿瘤细胞形成的原因在端粒酶阳性细胞中，端粒酶是肿瘤细胞形成的原因还是结果，在端粒酶阴性的肿瘤细胞中，通常具较长还是结果，在端粒酶阴性的肿瘤细胞中，通常具较长还是结果，在端粒酶阴性的肿瘤细胞中，通常具较长还是结果，在端粒酶阴性的肿瘤细胞中，通常具较长的端粒，其端粒又是怎么合成与维持的。
的端粒，其端粒又是怎么合成与维持的的端粒，其端粒又是怎么合成与维持的的端粒，其端粒又是怎么合成与维持的• •在在在在有有有有的的的的永永永永生生生生细细细细胞胞胞胞系系系系中中中中观观观观察察察察到到到到端端端端粒粒粒粒长长长长度度度度的的的的突突突突然然然然大大大大幅幅幅幅度度度度增增增增长长长长或或或或缩缩缩缩短短短短，，，，而而而而端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶的的的的活活活活性性性性却却却却无无无无变变变变化化化化这这这这些些些些情情情情况况况况提提提提示示示示了还有不依赖端粒酶的端粒调节途径存在了还有不依赖端粒酶的端粒调节途径存在了还有不依赖端粒酶的端粒调节途径存在了还有不依赖端粒酶的端粒调节途径存在• •有有有有些些些些肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤对对对对端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶抑抑抑抑制制制制不不不不敏敏敏敏感感感感并并并并且且且且即即即即使使使使有有有有端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性性性性的的的的肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤细细细细胞胞胞胞中中中中，，，，同同同同样样样样可可可可能能能能存存存存在在在在其其其其它它它它调调调调节节节节端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶长长长长度度度度的途径• •人人人人体体体体的的的的生生生生殖殖殖殖细细细细胞胞胞胞以以以以及及及及具具具具有有有有干干干干细细细细胞胞胞胞的的的的更更更更新新新新组组组组织织织织和和和和免免免免疫疫疫疫系系系系统统统统，，，，也也也也有有有有端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶活活活活性性性性，，，，端端端端粒粒粒粒酶酶酶酶抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂对对对对这这这这些些些些组组组组织织织织是是是是否否否否会产生不利影响？会产生不利影响？会产生不利影响？会产生不利影响？ 。