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关于端粒酶及其与肿瘤关系的文献综
述
孙建平 指导老师：张宏梅
（广东工业大学轻工化工学院生物化工专业，广州，510006）
摘要：本文介绍了端粒和端粒酶的结构、特征和功能，回顾了近十几年来在端粒酶上的一些
研究功效。着重介绍了端粒酶与肿瘤的发生的关系，和它在肿瘤的检测和医治方面的应用。
关键字：端粒酶 肿瘤 检测 医治
20世纪30年代Muller发觉了维持染色体稳固的端粒结构，1985年Greider和Blackbum在四膜虫细胞提取物中发觉了端粒酶，并证明端粒酶具有维持端粒长度的功能。1989年Morin等人在宫颈癌的Hela细胞发觉活化的人端粒酶，从此对端粒酶的研究便不断深切，本文对端粒酶的研究进展综述如下。
1.端粒与端粒酶
端粒是Muller于1938年第一次发觉这一结构并将其命名为端粒[1]（telomers）。它是真核细胞染色体结尾由重复DNA序列和蛋白质的复合物，是维持染色体完整和稳固性的重要结构。端粒DNA是由两条不同的DNA链组成，富含G的那条链5’-3’指向染色体结尾，次链比富含C的链在其3’结尾尾处可多处12~16个核苷酸的长度[2]。不同物种端粒的重复序列和长度不一样，但每种生物体都有其特定的序列和平均长度。人类端粒的重复序列是5’-TTAGGG-3’,其长度为5～15kb[3]，生物学功能是避免染色体讲解、结尾融合、非正常重组和染色体缺失。端粒的长度反映着细胞复制史及复制潜能，正常体细胞由于结尾复制进程，端粒随细胞割裂而进行缩短，这种分子侵蚀作用使得细胞的割裂次数有了生理限制，从而限制了体细胞的寿命[4] ，因此端粒被称作细胞寿命的“有丝割裂钟”。
端粒酶于1984年由Ssampay等发觉，它是由端粒酶RNA链和蛋白质组成的核糖核蛋白酶，直接参与端粒的形成，是一种能将真核生物染色体结尾DNA加以延长的核酸蛋白复合物。目前以为人端粒酶结构上主要包括三种成份：端粒RNA成份（human telomerase
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RNAcomponent，hTR）、端粒酶催化亚单位（human telomerase reverse transciptase，hTERT）和端粒酶相关蛋白（TEP/TLP一、TP1）。在体外，仅有hTR与hTERT两种成份就可以表达出完整端粒酶的活性[5]。
端粒酶能够以自身的RNA为模板逆转录合成端粒DNA重复序列并添加到端粒结尾，以维持端粒长度，维持染色体的相对恒定[6]。端粒酶对端粒的延伸是精准调控的进程，是各个亚单位彼此协调的结果[6]。第一，端粒酶反转录酶被激活，进而催化激活端粒酶；而后，端粒酶通过结合蛋白结合在DNA的TG引物及端粒酶RNA模板上，使端粒引物结尾位于端粒酶RNA模板区的起始端，然后开始合成端粒DNA，进行到模板区的结尾时，沿长的DNA结尾与RNA模板配对解开，但脱落的端粒仍然结合在端粒酶结合蛋白上，其结尾又结合在端粒酶RNA模板区的起始位，如此反复合成端粒，直到端粒达到必然长度后终止。
端粒酶不只是专一地合成端粒重复序列，已经有一些实验正式其具有其他功能如抗细胞凋亡、DNA修复等[7-10]。
2.端粒酶与肿瘤的发生
自1994年，Kim[11]开始应用一种灵敏的基于PCR的端粒酶检测方式TRAP法来探测人体组织中的端粒酶活性后，研究发觉，90％ 的恶性肿瘤组织中都存在端粒酶活性，在常见恶性肿瘤细胞中端粒酶活化的阳性检出率别离为：胃癌85％、肺癌％、肝癌85％、乳腺癌85％、肾癌71％、胰腺癌95％等[12-14], 相反绝大多数正常细胞和组织只展现了极低的或无端粒酶活性[15]。由此可见端粒酶基因的异样激活是绝大多数恶性肿瘤发生的一路途径，原因之一就是它消除因端粒的缩短对肿瘤进展的抑制作用。所以，阐明端粒酶在正常体细胞中抑制而癌变进程中被激活的调控机制对于肿瘤的诊断和医治具有十分重要的意义[16]。
其中一个机制可能与p53有关。p53功能丧失或突变是大多数人类癌变的特点，大约50%的乳腺癌和40%～60%的大肠癌发觉有p53基因缺失。在缺失端粒酶的裸鼠中，端粒的功能失调和p53的丢失，造成裸鼠细胞有亲癌性和癌症的早发性[17]。可见，端粒酶在肿瘤发生进展进程中的作用，与p53有必然的关系，尤其是与p53是不是发生突变有关。
另外也有一些研究以为，hTERT存在c-myc基因的作用位点，端粒酶的活性受c-myc的影响。C-myc基因是myc基因家族的重要组成成员之一，定位于8q24，是使细胞无穷增殖、获永生功能、增进细胞割裂的基因，与多种肿瘤发生进展有关[18]。
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但是，端粒酶的表达并非是肿瘤发生的动因。虽然人类肿瘤细胞中普遍存在较高的端粒酶活性，乃至在一些肿瘤中端粒酶活性高低与恶性程度一致，但端粒酶自身并无能力引发肿瘤[19]。敲除hTERC基因的小鼠，其成纤维细胞形成肿瘤的能力取决于癌基因如Ras或T抗原的转化，而与端粒酶的活性无明显关系[20]。但要维持肿瘤的发生、进展及恶化性转化，就需要更高的端粒酶水平来更有效的维持端粒的长度，这往往要求端粒酶的从头激活。
3.端粒酶与肿瘤的诊断
绝大多数人类肿瘤细胞中均有端粒酶的表达，正常人体细胞无端粒酶活性或hTERT表达，但一些更新组织的增值细胞，如：生殖细胞、活动期淋巴细胞、造血干细胞和表皮基地细胞等除外。因此很多学者以为通过相关组织端粒酶活性的检测有助于肿瘤的诊断[21]。他们前后通过相关实验证明端粒酶活性的检测可用于小肝癌[22]，卵巢癌[23]，膀胱癌[24]和胰腺癌、肺癌和食道癌等的检测。据报导，利用实时定量PCR技术、细针吸收等方式与传统的TRAP相结合检测端粒酶，其结果在灵敏度与特异度方面加倍靠得住，使得利用端粒酶对肿瘤进行诊断或分析的可行性提高。
但是，端粒酶作为肿瘤诊断的标志物也有必然的局限性。正如前面所讲，由于人体的生殖细胞、再生细胞也有必然的端粒酶表达；约20%的肿瘤不表达端粒酶，正常鼻咽粘膜中端粒酶可呈阳性，故不宜用于鼻咽原位癌诊断[25]；所以利用端粒酶作为肿瘤的诊断乃至医治靶点还有待进一步探讨。
4.端粒酶与癌症的医治
由于端粒酶在肿瘤细胞中普遍表达，而在正常组织中较少，目前端粒酶已成为肿瘤医治的新靶点。端粒酶抑制剂被以为是一类潜在的高特异性低毒的抗癌药物，其开发研究为恶性肿瘤的初期诊断和基因医治开辟了新途径。端粒酶抑制剂类抗肿瘤药的设计主要以端粒酶RNA模板，端粒酶蛋白催化亚基和端粒结构为对象。目前所发觉的端粒酶抑制剂有G4作用试剂、核酶、TopoⅡ毒剂、类黄连素、硝基苯乙烯、反义寡合普酸等[26]。
美国加州的端粒酶研发单位Geron公司以端粒酶RNA模板为靶点的反义寡合普酸端粒酶抑制剂GRN163和GRN163L具有强烈的抗肿瘤活性，抑郁2004年开始临床实验。
端粒hTERT在多数肿瘤细胞中特异表达，在正常细胞中不表达，成为区分肿瘤细胞和正常细胞的标志。因此以hTERT为靶点的肿瘤新的医治手腕愈来愈受重视。郑骏年等[27]以针对
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关于端粒酶的文献综述
