端粒是抗衰老繞不開的話題。對於這些粘在染色體末端的「防磨墊」,科學界存在著太多不統一的看法,導致我們百姓之間流傳著太多奇奇怪怪的謠言。最直接的結果就是,我們連端粒的長度到底意味著甚麼這種淺顯的問題,都不能篤定的答出個所以然來。

Science科學期刊研究:端粒的標準答案 

不過這種尷尬的現狀就快到頭了。近日,頂級科研刊物《Science》發行了一期特刊,對耗時近10年的超大型研究計劃「基因型-組織表達(GTEx)」進行了專題報道,在這項計劃中,科學家利用6391個組織樣本,全面分析了人體內24種組織的端粒情況,給絕大多多數關於端粒的問題,定下了一個標準答案。

端粒和衰老到底是甚麼關係?

端粒長度與衰老之間存在關聯早就已經是一種通識了,問題的關鍵從來都在於,它們之間到底誰是因,誰是果?如果說端粒縮短僅僅是衰老的結果,那麼花100萬美元去哥倫比亞延長自己的端粒,基本上就等同於斥重金給老黃瓜刷一層綠油漆,既不治標也不治本,純粹圖個好看。

研究人員發現,真正的答案遠比單純的因果要微妙,端粒長度,其實是一種衰老改變人體基因表達的導體。衰老對人體最直接的影響之一,就是引發海量基因的表達變化,而這次的數據指出,在這些衰老引起的基因表達變化中,有近千種是通過端粒長度進行介導的。

衰老通過端粒長度,介導近千種基因表達的變化-香港財經時報-HKBT
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衰老通過端粒長度,介導近千種基因表達的變化

這些被端粒長度所影響的基因,主要集中涉及凋亡和細胞死亡這兩個關鍵的細胞事件,並不會直接牽扯到其他衰老標誌,顯然,端粒縮短只是衰老這面大網中的一個分支,這項結果,基本上徹底否定了通過延長端粒來根治衰老這一念想的可能性。

端粒長度是不是一種良好的衰老標識?

研究結果顯示,在人體內的24種組織中,除了小腦和睾丸組織,全部都與年齡呈現出反相關趨勢。更重要的是,除了年紀越大端粒越短這種理所當然,但沒有太大參考價值的關聯外,端粒的長短,還能直接反映出個每個人患上慢性疾病的和癌症的風險。這就使得端粒長度成為了一種相當理想的衰老標識。

絕大多數人體組織都與衰老關係比密切-香港財經時報-HKBT
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絕大多數人體組織都與衰老關係比密切

2型糖尿病、間質性肺炎和肺纖維化

這一部分數據裡還有幾處格外有意思的地方,首先,有三種典型的衰老相關疾病與端粒偏短存在著明顯的關聯,它們分別是2型糖尿病、間質性肺炎和肺纖維化。目前,已經有科學團隊開始著手通過延長端粒來治療肺纖維化,並且實驗結果相當理想;而2型糖尿病的與端粒長度之間聯繫,在近年來也引起了越來越多的關注,或許延長端粒將會成為一種全新的糖尿病治療思路也說不定?

其次,幾項關於端粒長短的“軼事”,在這次研究中也得到了石鎚:是的,男性端粒就是比女性要短;是的,抽煙和肥胖都會減短端粒的長度;是的,非洲後裔就是比其他人端粒更長。然而,這些因素對端粒長度造成的影響,基本都沒有超過1%……

影響端粒長度的主要因素還是年齡-香港財經時報-HKBT
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影響端粒長度的主要因素還是年齡

端粒長度到底怎麼測?

其實這裡才是整項研究的核心,由於不同細胞,不同組織,不同個體中的端粒縮減速率都不盡相同,而測量端粒的技術更是五花八門,如果不能確立出一個黃金標準,那麼今後關於端粒的研究的結果,就很難進行解讀和比較。

研究發現,全血樣本中的端粒長度,不但對衰老極其敏感,而且能夠明確的反映出人體內其他15種組織的端粒狀態,是當之無愧的最佳樣本。除了全血,相對容易獲取的食管粘膜中的端粒長度,同樣對衰老較為敏感,也有成為一種優秀樣本的潛力。

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端粒酶活性

對比之下,絕大多數生殖系統組織和骨骼肌中的端粒,要么由於自身分裂速率較低,要么因為端粒酶活性更高,長度基本不會受到歲月的任何影響。再來就是技術,研究人員對比了幾種目前最為主流端粒測量技術,從最新研發的Luminex,到傳統經典的Southern blot,再到相對“廉價”的qPCR,發現這三種技術都可以非常優秀的反映出衰老對端粒長度的影響。

研究沒有涉及任何實驗內容

由於這是一項統計型研究,其中並沒有涉及任何實驗內容,通篇都是讓人讀到脫髮的統計分析,所以筆者在本文中只提取出了研究中最為關鍵和實用的結論,如果想體驗更原汁原味的內容和分析過程,還請有能力的讀者去閱讀一下原文。

最近醫學界在「新冠肺炎是一種衰老疾病」理論的推動下,湧發出了大量關於端粒的相關研究,這種一度被過度神話的DNA上的小結構與衰老的關係,正在變得越來越複雜但也越來越清晰。照現在這個發展進度來看,攻破端粒這一核心衰老標識,也許真的指日可待。

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作者簡介:王駿於1992年加入香港中文大學醫學院,1999年升任生物化學系敎授,主攻生物化學、分子生物學、酶工程和生物合成。2004年,他創立基因港(香港)生物科技有限公司,專注研究人類抗衰老功能,並對「人類活到150歲」進行探討。