「端粒长度」“生命时钟”端粒的哪些维度，可以作为临床的衰老生物指标？
时光派：用心科普抗衰老知识
撰稿人：时光派研究所
编者按：从“海弗利克极限”到端粒酶基因疗法 ， 科学家对端粒与衰老关系的好奇心从未减弱 。 端粒一直以来都被看作是衰老的生物标志物 ， 然而端粒的哪些维度可以作为临床的衰老生物指标呢 ， 本文编译自《The telomere world and aging: analytical challenges and future perspectives》（原作者Emanuela Mensa）将对此做介绍 。 该原文更注重技术分析 ， 但是考虑到大多读者非科研人员 ， 这里对于测量技术仅做概述 。
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端粒是真核生物染色体的终端核蛋白结构 ， 在保护染色体DNA末端中起关键作用 。 许多证据表明 ， 端粒除了保持染色体稳态 ， 还参与调节基因的表达 ， 并调控与应激相关的信号通路 。
端粒长度（telomere length ， TL）具有物种特异性和遗传性 。 其在各时间的值取决于遗传特征以及“缩短”和“延长”信号间的平衡 。
端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体 ， 主要由端粒酶模板RNA（TERC）、端粒酶逆转录酶（TERT）和端粒相关蛋白（TEP）三部分组成 。 它在大多数真核细胞中负责保持“复制潜能” ， 并且还参与从维持端粒长度、基因组稳定性到组织更新和线粒体保护等多种功能 。
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端粒长度是胚胎干细胞的代谢活性和多能性的标志 ， 在胚胎细胞中 ， 端粒酶具有活性 ， 并且可以保持端粒长度恒定；在成体干细胞中 ， 端粒酶只有有限的活性 ， 仅对端粒的缩短提供部分补偿；而在体细胞中 ， 端粒酶一般没有活性 。 因此 ， 在体细胞和机体的老化过程中 ， 端粒的缩短率远超延伸率 。 当端粒达到临界长度时就会引起端粒功能障碍 ， 并激活DNA损伤反应 ， 这会导致细胞的衰老表型 。
端粒长度一直以来被认为同时与细胞衰老和机体衰老密切相关（细胞衰老与机体衰老并不等同 ， 但在两种情况下均发现了端粒的缩短） ， 它也被看作衰老的生物标志物 ， 并且是老年病发生和进展的风险因素 。
近年的研究发现 ， 一种含有端粒重复序列的非编码RNA（telomeric repeat-containing RNA ， TERRA）也参与了端粒维持机制 。 在体内和体外的数据中均发现了端粒长度和TERRA的负相关 ， 对于这一现象科学家提出了两种假设：TERRA的转录可以促进染色体末端5’-3’核酸酶的活性；或者端粒缩短会诱导TERRA表达 ， 从而在短端粒中调控端粒酶的招募和活性 。
由于“端粒长度”、“TERRA”和“端粒酶活性”三个元素均表现出了衰老生物标志物的潜质 ， 因此关于其的测量对于抗衰老就尤为重要 ， 对于它们的测量技术的研究有五项重点：
1）如何准确测量；2）各技术的优缺点；3）改进的空间；4）与端粒长度有关的化学临床变量与衰老和老年病的联系；5）需要人类纵向研究来评估特定方式（如药物或营养物质等）在衰老期间对端粒缩短的逆转能力 。
解决这些问题有助于更加客观地看待端粒长度相关研究及其广泛的成果 。 同时这些问题也直接制约着端粒测量在临床上的应用 。
（编者注：纵向研究是指在一段相对长的时间内对同一个或同一批“被试”进行重复的研究）
在介绍端粒长度、TERRA和端粒酶活性与衰老的关系 ， 及基于它们的各种测量方式（这里只涉及适用于临床和流行病学的方法）之前 ， 了解三者的细胞和亚细胞定位 ， 有助于我们从更高的层面来评价它们的测量方式 。
最近的研究强调了端粒和端粒相关序列（端粒的分子结构请参考链接）的一系列可能的胞内和胞外定位（如下图所示） 。
