DNA片段能预知寿命:端粒长度决定生物寿命

2011-6-25 11:13 来源: 《北京日报》
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  西班牙、英国研究人员最近发现,提取血液中的细胞,测试细胞中端粒的长度,可推断一个人的寿命有多长。这种检测方法将于2011年年底在英国上市,由此引来争议与关注

  端粒长度

  决定生物寿命

  西班牙马德里国立癌症研究中心的玛莉亚・比拉斯科博士是这项商业端粒检测方法的发明者,她说这是一种非常简单、快捷的检测方法,能在同一时间对很多样本进行分析。更重要的是,可以通过检测发现危险的、非常短的端粒。

  端粒与寿命的关系早就被科学研究所证实,2009年的诺贝尔生理学或医学奖就授予了发现端粒的三位科学家。他们发现,人和一些动物的细胞核(DNA,也称染色体)的两端有一个帽子状的东西,称为端粒。端粒实际上就是一种DNA片段,由特殊的碱基序列构成。端粒的作用是保护染色体,由端粒酶来启动、制造和维持其功能。端粒的长度决定着生物的寿命,端粒越短,生物的寿命越短。

  端粒酶的活性是调控衰老的关键因素。人年轻时,端粒酶的活性较大,容易维持和延长端粒。但在年老时,端粒酶活性低,难以维持端粒的长度,端粒就会缩短,因此衰老会慢慢显露。而且,也有研究发现,男性端粒长度缩短略快于女性,这也是男性平均年龄低于女性的原因。

  检测方法

  白细胞-染色体-端粒

  比拉斯科博士说,人有多种年龄,比如,时间年龄、生物学年龄和心理年龄。一些人的时间年龄与生物学年龄是有差距的,其个体差异可达5-10岁,甚至更大。也就是说,衰老可能提早,也可能推迟。端粒长度是生物学年龄的一个完美显示器,测试端粒的长度,就是从分子生物学的水平来衡量寿命。

  比拉斯科等人开办了一个名为生命长度的公司,所有测试端粒、预知寿命的医学和商业活动都由该公司负责。具体方法是,公司与包括英国在内的欧洲医学公司合作,将检测方法推向市场。英国和欧洲的医学公司为生命长度公司提供血样,然后这些血样送到马德里进行测试。具体收费是500欧元(约合人民币4620元)。这一费用可能随着测试人数的增多会有所下降。

  尽管比拉斯科并未解释如何测试,但具体方法可以由过去的研究获知。血液中含有红细胞、白细胞、血小板以及一些干细胞。其中,最能反映人的生理和病理状态的是白细胞,因为白细胞内部有染色体,染色体两端当然有端粒。已有的研究发现,测试白细胞染色体上的端粒,就可以推断一个人寿命的长短,同时还能发现一些疾病的蛛丝马迹,因为端粒明显地与衰老和疾病有关。

  “科学算命”

  你有没有兴趣?

  检测端粒其实就是基因检测的另一种形式,如同孕妇产前检测胚胎的DNA以判断未来孩子是否健康以及是否有遗传病一样,被称为“科学算命”。因此,尽管比拉斯科的公司到年底才能开张,但已有一些人开始咨询是否现在就可以测试。

  检测端粒后,如果你有一种积极的生活方式和态度,知道自己的端粒较短,就会提前做好人生准备,包括:其一,通过多种因素来弥补端粒较短的不利。基因仅仅是长寿的一部分原因,所起的作用大约是25%-30%,长寿更多的因素是后天的生活方式,包括合理膳食、适量运动、戒烟戒酒、心理平衡等。所以,测试者即使端粒较短,也可以通过后天的生活方式来弥补。其二,测试者也会对自己有限的生命长度做一个比较合理的安排,甚至有可能做一般人不可能做成的事。其三,端粒的长短和某些疾病的发病率有关联。随着分子生物学的发展,人们也许能通过医学的方法保护或延长端粒长度,阻止衰老和疾病的产生。

  当然,也会有很多人并不愿意“算命”,认为如果把未知的东西当作有知来对待,会增加心理负担,生命在很大程度上就失去了意义。而且,人类和其他生物的衰老有多种机制,端粒和端粒酶只是其中一种重要途径。人的衰老和寿命也取决于后天的生活方式,而生活方式也是多种因素的集合。所以,依据端粒的长短来检测寿命虽然有科学根据,但未必完全准确。

  延伸阅读

  端粒测试并非随心所欲 伦理问题难回避

  端粒测试的最大问题是人类基因组研究以来所面临的一个共同问题,即基因测试的伦理问题。

  在现实生活中,每个人的基因都是有一定缺陷的,而基因缺陷,尤其是有遗传病基因缺陷者有可能会在现代社会中遭遇歧视。因为,当有遗传病基因缺陷者的基因测试信息泄漏出去后,对生存会非常不利,通常表现在两方面,一是就业时可能会遭到歧视,二是在社会保险和商业保险时会受到不同对待。

  因此,1990年人类基因组计划(HGP)实施时,就包含着一个子计划,称为HGP的伦理、法律和社会影响研究(ELSI),目标是预测、考虑人类基因组计划对个人、社会的影响和后果,集中在4个领域:(1)利用和解释遗传信息时,如何保护隐私、达到公正;(2)新基因技术应用到临床时,如何处理知情同意等问题;(3)对于参与基因研究的人类受试者,如何做到知情同意,保护个人隐私;(4)公众和专业人员的教育。

  此后,联合国教科文组织专门成立了由科学家、伦理学家及各界专家组成的“国际生物伦理委员会”。经3年讨论,反复修改,起草了“关于人类基因组与人类权利的国际宣言”,简称“人类基因组宣言”,有四条基本原则:人类的尊严与平等,科学家的研究自由,人类和谐以及国际合作。

  联合国教科文组织认为,人类基因组计划以及基因知识的应用不应该给病人、当事人、受试者以及利益相关者造成伤害,应该有利于他们,在利害均存在时应权衡利害得失,对造成的损害要给予赔偿。

  所以,包括端粒测试在内的基因测试应当在“人类基因组宣言”的框架中进行,生命长度公司等医疗机构对人测试端粒后,必须对检测结果严格保密,以避免受检者遭到歧视、合法权益受到损害。另外,一些研究人员也担心端粒检测方法会被人利用,例如,以端粒测试结果为由,推销一些未经检验的抗衰老药物和其他长生不老药方。如此看来,端粒测试并非是一种随心所欲的行为。

  链接

  运动可防端粒变短

  美国费城威斯塔研究所基因专家埃马纽埃尔・斯考达拉科斯等人,测量了长跑运动员和经常运动者白细胞中染色体端粒的长度,并将他们的端粒与相同年龄段、身体健康、从不吸烟但运动量很小的人的端粒作比较分析。

  结果发现,爱运动者比不爱运动者的白细胞染色体端粒长度更长,端粒酶活性更高,这能解释为何喜爱运动者更长寿,这与2009年的诺贝尔生理学或医学奖获得者的研究结果是吻合的。

  斯考达拉科斯等人的研究也可以从另外的角度解释人的衰老和患病。例如,随着年龄的增长,人们患癌的几率增加,原因之一是白细胞的端粒缩短,导致了自身衰老。白细胞是全身的免疫细胞,衰老后自然也就不能有效抗御异常细胞如癌细胞的生长。而运动可防止白细胞内染色体端粒变短,维持白细胞正常免疫功能,抵御癌症。

  同样的解释也适用于心脏病。在高血压等多种因素作用下,老化的白细胞会使血小板加速聚积。加强运动可保持白细胞的年轻状态,有效清除血小板聚积,预防血栓、心肌梗死和高血压等疾病的发生。

  美国的另一项研究更是直接证明端粒较短寿命也较短。加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员进行了由美国国家健康研究所资助的“麦克阿瑟健康老年化研究”项目,检测了236例年龄在70-79岁之间的健康老年志愿者的血液样本。结果发现,男性志愿者中,端粒缩短速度最快者的死亡率是其他人的3倍。但对女性志愿者而言,端粒缩短速度对死亡率影响不大。决定寿命更重要的因素是最初的端粒长度,一开始端粒就短的人,死亡率是其他人的2.3倍。