「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?( 三 )


二、TERRA与衰老及TERRA的测量
1、TERRA与衰老
研究发现 , 通过与DNA结合 , 一种含有端粒重复序列的非编码RNA(TERRA)会特异性地在短端粒末端聚集 , 标记这些端粒需要修复 , 从而参与端粒长度的维持 。 在长端粒中TERRA的结合会被Rat1和RNase H2迅速移除 , 从而不会使长端粒延伸 。 【1】
在过去十年里 , TERRA的基因位点一直是端粒生物学中悬而未决的问题 。 新观点认为 , TERRA分子几乎可以从所有哺乳动物细胞中的端粒转录得到 , 并且转录方向总是从着丝粒到端粒 。 另一个被认为可能的位点是亚端粒区域(具有转录活性的基因组区域 , 根据转录起始位点的不同 , 会产生大小从100到9kb不等的长非编码RNA) 。
在人的血液和血清中还检测到了无细胞TERRA(cf-TERRA)序列 , 主要在外泌体中 。 另外在人肿瘤组织中检测到了高水平的TERRA , 因此TERRA可能被用于新的癌症标志物 。
值得注意的是 , TERRA在染色体末端形成RNA:DNA杂合体 , 并折叠成为G-四链体(对比通常DNA为双链结构) 。
「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?
本文插图
G-四链体
最近的研究表明 , 癌基因和端粒DNA启动子区域的G-四链体单元可能是癌症患者中的治疗靶标 。
2、TERRA的测量
TERRA测量最常用的方法有:
1)RT-qPCR;2)RNA印迹(Northern blot);3)RNA斑点杂交(RNA dot blot);4)使用特异性抗体的G-四链体检测 。
TERRA测量面临的最大问题就是转录可以从所有染色体的亚端粒区域开始 。 为了解决这一问题 , 许多针对不同亚端粒区域的特异性引物被使用 , 包括匹配以下染色体的引物:1q、2q、3p、7p、10p、10q、12q、13q、14q、15q、17p、17q、18p、XqYq和XpYp 。 其中一些位点似乎比其它位点与TERRA的转录更相关 。 20q和Xp染色体被认为是TERRA在人细胞中最主要的位点 。
三、端粒酶活性与衰老及端粒酶活性的测量
1、端粒酶活性与衰老
端粒酶是唯一一种可以延长端粒的酶 。 与其它的酶类不同 , 它自带一段单链端粒模板(TERC) 。
由于端粒酶活性在80-90%的肿瘤细胞中可见 , 因此它作为诊断/预后的肿瘤标志物的价值促使了可靠和标准化的检测方案的发展 。
然而 , 端粒酶在正常衰老细胞中的作用尚未得到深入研究 。 在成人真皮成纤维细胞(HDFS)的衰老原代培养中 , 端粒酶逆转录酶(TERT)水平降低 , 端粒酶活性减少 。
端粒酶的活化或替换具有治疗端粒维持缺陷综合症患者的潜力 , 另外对其进行组织工程化设计 , 具有治疗与正常衰老相关的退行性疾病的潜力 。 在端粒功能障碍小鼠模型中发现 , 端粒酶的再活化延长了端粒长度 , 减少了DNA损伤信号通路 , 并且消除了多器官的退行表型 。
另一方面 , 临床研究也聚焦于通过抑制端粒酶的肿瘤治疗方案 。 因为大多数体细胞的端粒酶活性较低 , 因此端粒酶在癌细胞中的选择性失活并不会影响大多数正常细胞 , 这表明端粒酶是肿瘤治疗的良好靶点 。
端粒酶活性也被认为是心血管老化和心血管疾病的生物标志物 。 最近的研究表明他汀类药物与端粒生物学之间存在联系 , 这可能是因为他汀类药物的抗炎作用 。
「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?
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2、端粒酶活性的测量
端粒酶活性的分析方法可分为两类:一是基于直接测量端粒酶的产品 , 另一是基于产品扩增的不同系统 。
前者包括放射性标记底物直接掺入法检测端粒酶活性(主要问题:放射性物质使用时的复杂性和危险性);后者包括端粒重复扩增法(TRAP)(主要挑战包括吞吐量、用非标记化合物替换放射性标签、减少副产物的数量、消除引物二聚体伪影和假阳性扩增产物 , 以及减少样品内和样品间的差异) 。