原創(chuàng) DY MedSci梅斯

導(dǎo)語：是端粒。

長期以來，端粒長度一直被認(rèn)為是人類衰老和疾病的重要生物標(biāo)志物，但有關(guān)端粒長度與健康之間關(guān)系的大多數(shù)研究僅在單一組織類型中進(jìn)行：血液。因此研究衰老、疾病和生活方式因素對(duì)端粒長度影響的研究人員提出了新的疑問，全血細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的端粒長度與其他組織中一致嗎？血細(xì)胞可以替代其他組織嗎？

發(fā)表在9月11日《科學(xué)》（Science）雜志上的一項(xiàng)來自美國芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)中心新研究，通過對(duì)20多種不同類型的人類組織的端粒長度進(jìn)行研究，回答了這個(gè)問題。研究表明，全血中的端粒長度可以作為大多數(shù)其他組織中端粒長度的替身，并進(jìn)一步加強(qiáng)了現(xiàn)有的關(guān)于端粒長度、血統(tǒng)和衰老之間關(guān)系的研究。

DOI: 10.1126/science.aaz6876

端粒是在染色體末端發(fā)現(xiàn)的重復(fù)的、非編碼的DNA序列，就像保護(hù)帽一樣，防止基因組的退化。每次細(xì)胞分裂時(shí)，都必須復(fù)制染色體，為每個(gè)新細(xì)胞提供一個(gè)新副本。做到這一點(diǎn)的酶不能完全到達(dá)染色體的末端，所以每次復(fù)制都會(huì)丟失一點(diǎn)尖端。也就是說，端粒提供了少量額外的染色體作為緩沖，保護(hù)重要的遺傳信息不致丟失。

覆蓋的人類染色體（灰色）末端的端粒（白色），wiki

端粒縮短與正常衰老有關(guān)，還與部分疾病有關(guān)。但端?？s短、衰老和疾病之間的關(guān)系并不完全清楚——部分原因是科學(xué)家并不完全了解端粒在不同組織類型之間的變化方式。

而在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們收集了近千名人類受試者跨越20多種組織類型的6000多個(gè)組織樣本。這使得研究人員能夠?qū)⑵つw、大腦、肺、結(jié)腸和腎臟等多種組織中的端粒長度與血細(xì)胞中端粒長度的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，并在樣本集內(nèi)找到組織間端粒長度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在研究的23種組織中，有15種組織的端粒長度與全血細(xì)胞中的端粒長度呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系，支持使用容易收集的全血細(xì)胞端粒長度作為大腦和腎臟等較難獲得的組織中端粒長度的代表。

端粒在人類組織類型之間有所不同，但在組織類型之間相關(guān)

這些結(jié)果將幫助研究人員了解端粒長度的哪些方面是由基因遺傳決定的，哪些方面可能受到生活方式、環(huán)境暴露或表觀遺傳變化的影響。這反過來也將使科學(xué)家更容易研究和理解特定生物標(biāo)志物在衰老和疾病中的作用。

研究者指出，未來還可以在不同類型的組織中研究其他標(biāo)志物，如DNA甲基化和體細(xì)胞突變，以嘗試了解它們與端粒長度和衰老的關(guān)系。

為什么測(cè)量端粒的長短很重要？如前文所提，端粒是每條染色體末端的核苷酸重復(fù)序列區(qū)域，保護(hù)末端不被降解，是調(diào)節(jié)染色體完整性的重要結(jié)構(gòu)。人的端粒由短的串聯(lián)重復(fù)序列（5′-TTAGGG-3′）組成，出生時(shí)為8～15 kb，在每個(gè)復(fù)制周期后，端粒收縮50～200個(gè)核苷酸。在細(xì)胞分裂一定次數(shù)后，端粒達(dá)到臨界長度，并引發(fā)不可逆的細(xì)胞周期停滯，稱為細(xì)胞衰老。積累的證據(jù)表明，端粒長度異常的患者容易發(fā)生與年齡相關(guān)的退行性疾病、糖尿病、心血管疾病，以及和各種癌癥的不同預(yù)后有關(guān)。這些例子支持將端粒長度作為臨床相關(guān)指標(biāo)用于患者的管理。

遺傳因素和一些生活方式因素會(huì)影響端粒，比如飲食、運(yùn)動(dòng)和吸煙等。自由基導(dǎo)致的端?？s短解釋了由于末端復(fù)制問題導(dǎo)致的每次分裂的估計(jì)損失（約20 bp）和實(shí)際端?？s短率（50-100 bp）之間的差異，并且對(duì)端粒長度的絕對(duì)影響比末端復(fù)制問題導(dǎo)致的縮短更大。基于人群的研究也表明，抗氧化劑攝入量與端粒長度之間存在相互作用。在日本長島乳腺癌研究項(xiàng)目（LIBCSP）中，作者發(fā)現(xiàn)端粒長度最短的女性在抗氧化能力較弱（飲食和補(bǔ)充β胡蘿卜素，維生素C或E的攝入量較低）的情況下，罹患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)有所增加。提示端?？s短導(dǎo)致的癌癥風(fēng)險(xiǎn)可能與DNA損傷的其他機(jī)制相互作用，特別是氧化應(yīng)激。

根據(jù)氧化損傷生物標(biāo)志物、飲食和/或補(bǔ)充抗氧化劑攝入量對(duì)端粒長度四分位數(shù)進(jìn)行分層，乳腺癌的OR和95%CI

Telomere length, oxidative damage, antioxidants and breast cancer risk. https://doi.org/10.1002/ijc.24105

近期一項(xiàng)頗受矚目的研究顯示，超加工食品會(huì)縮短端粒長度。研究以“Ultra-processed food consumption and the risk of short telomeres in an elderly population of the Seguimiento Universidad de Navarra (SUN) Project”為題發(fā)表在《美國臨床營養(yǎng)雜志》（AJCN）上。

超加工食品（UPF）是在已經(jīng)加工過的食品基礎(chǔ)上再加工的食品，這類食品通常含有五種以上工業(yè)制劑，并且是高糖、高脂、高熱量的食品。全世界UPF的消費(fèi)量呈直線上升趨勢(shì)，這些食品與肥胖、糖尿病和心臟病等多種疾病過程有關(guān)。這類飲食會(huì)影響氧化和炎癥機(jī)制，這些過程對(duì)端粒有一定作用。因此這項(xiàng)研究對(duì)UPF消費(fèi)與老年人端粒變短的風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了深入探索。

研究共有886名參與者，年齡在59歲至71歲之間。研究者從參與者身上采集唾液樣本，并在基線時(shí)使用實(shí)時(shí)qPCR測(cè)量端粒長度。同時(shí)使用飲食問卷收集了UPF的消費(fèi)數(shù)據(jù)。

結(jié)果顯示，與UPF消耗量最低的參與者相比，那些UPF消耗量最高的參與者，呈現(xiàn)短端粒的風(fēng)險(xiǎn)幾乎增加了一倍（調(diào)整后的OR：1.82；95%CI：1.05-3.22；P=0.03）。

根據(jù)UPF消費(fèi)情況，SUN研究中老年受試者的基線特征（1999-2014）(部分）

Ultra-processed food consumption and the risk of short telomeres in an elderly population of the Seguimiento Universidad de Navarra (SUN) Project.doi.org/10.1093/ajcn/nqaa075

研究者指出，沒有堅(jiān)持地中海飲食的人會(huì)攝入更多的UPF，其中乳制品、加工肉類、糕點(diǎn)和餅干是攝入量較高的UPF食物。同時(shí)，UPF攝入量高的人也有心臟病、糖尿病、身體脂肪異常的家族史，也有在兩餐之間吃零食的習(xí)慣。他們攝入的飽和脂肪、總脂肪、多不飽和脂肪、膽固醇、鈉等較多，蛋白質(zhì)、碳水化合物、纖維素、橄欖油、水果、蔬菜、礦物質(zhì)和維生素等微量元素?cái)z入較少。

隨著UPF消耗量的增加，端?？s短的幾率也明顯增加。與UPF攝入最低的組別相比，“中低”“中高”“高”UPF消耗組的端?？s短率分別增加了29%、40%、82%。

此外，UPF攝入量較多的人群患抑郁癥的風(fēng)險(xiǎn)也較大。此前便有薈萃分析發(fā)現(xiàn)，感知到的心理壓力的增加與端粒長度的小幅減少有關(guān)。對(duì)于那些體力活動(dòng)水平較低的人來說，情況也是如此。其他病癥如高血壓、肥胖、任何原因?qū)е碌乃劳觯ㄈ蛩劳雎剩┑娘L(fēng)險(xiǎn)也隨著UPF攝入量的增加而上升。

因此，研究人員呼吁進(jìn)行更多的研究，對(duì)受試者進(jìn)行更長時(shí)間的跟蹤調(diào)查，以觀察與那些不食用加工食品、飲食更健康的受試者相比，長期食用UPF，端粒的長度是否有顯著變化。

隨著時(shí)間的流逝，端粒末端變短。但它們通過一種端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶可以得到補(bǔ)充。端粒酶在1998年的Science雜志上得到了證實(shí)能夠延長細(xì)胞壽命。目前為止，有些想法為延緩衰老帶來的啟發(fā)，比如有研究已經(jīng)證明了端粒縮短在冬眠中會(huì)被逆轉(zhuǎn)，衰老會(huì)被延緩，而且冬眠會(huì)延長壽命。但端粒也不是越長越好，有研究認(rèn)為端粒酶的激活可能會(huì)導(dǎo)致癌癥的增加。然而，較長的端粒也可能防止癌癥，因?yàn)槎潭肆Ｅc癌癥有關(guān)，如前文日本LIBCSP研究所顯示的結(jié)果。

因此，端粒長度是一種很有前途的年齡相關(guān)疾病和癌癥的生物標(biāo)志物，但由于缺乏一種簡單快速而又可擴(kuò)展的測(cè)量方法，臨床上常規(guī)的端粒分析仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。而芝加哥大學(xué)的研究支持使用容易收集的全血細(xì)胞端粒長度來預(yù)測(cè)端粒與衰老、疾病的關(guān)系，這將對(duì)人類生命健康意義重大。

來源：梅斯醫(yī)學(xué)綜合報(bào)道

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