心脏端粒酶的研究概况

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1、心脏端粒酶的研究概况摘要端粒长度，端粒酶活性在心血管疾病发生发展过程中的变化引起了心血管界的关注。本文就正常心脏中端粒酶的表达及活性的变化，端粒酶与心肌细胞损伤，冠状动脉粥样硬化，心力衰竭等心血管疾病之间的关系和检测心脏端粒长度和端粒酶活性的技术和方法作一综述。关键词端粒；端粒酶；心血管疾病；心肌细胞损伤；冠状动脉粥样硬化;心力衰竭端粒、端粒酶与衰老、癌症发生等许多重要的生物学现象相关，因此，近年来端粒、端粒酶已成为牛•命科学研究的热点。越来越多的相关研究发现，心肌细胞损伤、冠状动脉粥样硬化、心力衰

2、竭等心血管疾病发生发展过程中存在心肌细胞端粒长度、端粒酶活性的相关变化，因此引起了心血管界的重视。本文就正常心脏中端粒酶的表达及活性的变化、端粒酶与心血管疾病之间的关系和检测心脏端粒长度和端粒酶活性的技术和方法作一综述。1.端粒和端粒酶端粒是真核细胞线性染色体末端的一种特殊结构，一般由简单含G的DNA序列及端粒结合蛋白组成，绝大多数物种端粒核昔酸序列高度保守，人类所有染色体的端粒均市以5TTAGGG3,为亚单位的大量正向串联重复序列组成，在体外形成发夹折叠的二级结构。它在稳定染色体末端，防止染色体基

3、因丢失以及细胞核染色体的定位、转录、表达和异染色质形成等方面具有重要作用。端粒酶(telomerase)是染色体末端具有重复TTAGGG重建的酶,包括基本的蛋白质和RNA成分。目前研究认为它有以下特点：(1)端粒酶是核糖蛋口，含有蛋口质和端粒DNA互补的RNAo（2）端粒DNA的合成必须依赖端粒酶中的RNA为模板,通过逆转录来完成的,自身携带模板是端粒酶区别于一般纯逆转录酶的重要特征。（3）端粒酶中RNA-DNA成分对其作用非常重要，用Rnase切割RNA-DNA复合物时酶即失去活性。现研究认为，尽

4、管胚胎细胞表现端粒酶活性,当细胞成熟后却很少有活性或无活性，如正常人体细胞中一般较少有活性，而在精子细胞中存在活性。近年研究发现，在细胞复制合成DNA时，必须在DNA聚合酶的作用下，有模板和DNA引物的存在，从亍端到歹端合成。这样在引物去除之后，细胞每分裂一次，在新合成的DNA链的末端必须留下一个空缺，即丢失一段端粒，由于在某些体细胞存在较少或不存在合成端粒DNA的端粒酶，故这种缺失在大部分体细胞周期性复制过程中逐渐缩短。当端粒缩短到一定程度时，，启动细胞老化或细胞凋亡。所以可以说端粒是生物体DNA

5、上的“年轮苗旷分子钟J1.端粒酶的活性与正常心肌细胞及心肌细胞分裂的关系早期，人们仅在胚胎细胞、肿瘤细胞和永生化细胞株中发现端粒酶有活性⑴。后来的研究23】发现一些特殊的体细胞（包括造血细胞、淋巴细胞和子宫内膜细胞）也拥有端粒酶活性，并且被调控在某一特殊阶段才表达（在细胞周期活动中，端粒酶活性存在于增殖期，而在GO期则被抑制）。1997年，Borges[4]经过对大鼠不同生长阶段心脏进行对比后发现，大鼠出生后5天端粒酶的活性降低到出生时水平的20%,说明大鼠出生后不久心肌细胞增殖率明显下降。而在他所

6、检测的几个非心肌组织中，胚胎组织和成年大鼠肝脏组织中的端粒酶活性最高。由此认为，心肌细胞分化末期端粒酶活性下调对于心肌细胞永远不进入细胞周期进行倍增性有丝分裂具有重要作用。但是，近期有人[5】在大鼠年轻，成熟及衰老的心室肌中均检测到了有活性的端粒酶，并且呈现出年龄和性别的依赖性。端粒酶的活性在衰老的雄性大鼠心室肌中减少了31%,而在雌性大鼠心室肌中则增加了72%o在人体上观察到的现象与这种雌雄大鼠间的差异相关：随着年龄增加，男性心肌细胞逐渐丧失，女性心肌细胞数量保持恒定;心衰发病率，男性高于女性；男

7、性的平均寿命较女性少十余年。大多数人认为心肌细胞为终末分化细胞，但是，Hamet⑹等在研究中发现了在哺乳动物心脏中存在心肌细胞复制的现象，尽管心肌细胞分裂复制能力的可能性仍有争议。哺乳动物心脏由分化的心肌细胞和非分化的心肌细胞组成，二者的区别在于端粒的长度，其中大部分心肌细胞核中的端粒保持恒定。胎儿期和刚出牛•时心肌细胞端粒损耗最小，说明在妊娠期和刚出生后，端粒酶几乎完全重建端粒重复序列;并且随着年龄的增加，心肌细胞中的端粒逐渐变短，5%〜7%的成年动物心肌细胞出现端粒缩短；而在衰老的的心脏中，16

8、%的细胞存在端粒缩短，这个比例可以反映主命过程中能够进行复制的最大细胞数量。端粒重复序列的减少进一步证明了心肌细胞合成DNA,经历有丝分裂和胞浆运动⑺。1.端粒酶与心血管疾病之间的关系端粒学说的提出为人们探索损伤心肌细胞增生、冠状动脉粥样硬化和心力衰竭的发生机制提供了新思路。端粒酶的核心结构包括RNA和具有逆转录酶活性的催化蛋白(telomerasereversetranscriptase,TERT)oTERT是决定端粒酶活性的主要因素〔8宀。1998年，Oh】®等研