染色體頂端的諾貝爾獎

三位美國科學家嬴得今年即第100屆的諾貝爾醫學(生理)獎,他們是二位女士,Dr. Blackburn、Dr. Greider和一位先生Dr. Szostak。這三位的貢獻在於發現染色體如何不受剝損(degradation),藉以啟動有關人類老化和疾病例如癌症的研究,並提供治療策略。

Telomeres(端粒)在染色體的頂端(長臂和短臂),是一種很特別的蛋白質─去氧核糖核酸的構造,包含很長一段6核酸的重覆系列,TTAGGG。利用PCR製造的螢光寡核酸探子,作螢光原光雜合(FISH)可以在各染色體的頂端看到這些發亮的telomeres,當細胞分裂時,染色體必須被完整的複製,Telomeres可以保護在複製過程中,DNA不受剝損並保障染色體的頂端,不會融和在一塊,像造成異常的環形染色體構造。Telomere長度的減短和體細胞的老化有關,但是生殖細胞、幹細胞,和癌細胞都有telomerase(端粒)酵素可以恢復telomere的損失,它本身是一種核酸蛋白質,藉由在染色體頂端一直加入TTAGGG,可以維持telomere的長度。

人體組織的氧化、代謝、壓力以及發炎,都會造成染色體頂端telomere的剝損,雖然人體內成人幹細胞,具有telomerase,但是老化的過程讓有功能的幹細胞的數目降低,會減低修復的能力,造成疾病,像和老化有關的血液、免疫系統、心臟血管疾病、神經退化、肌肉萎縮、胃腸道疾病、動脈粥狀化等。將來如何移植放入、增加這些有功能的成人幹細胞的數目,可能是對抗老化及其衍生出來疾病的策略。

在癌症方面,大部份癌細胞具有telomerase幫助癌細胞持續複製,一些癌症有關基因例如P53、HER2等和調控人類telomerase反轉錄酵素有關,會造成telomerase量的變化,抗癌的策略可以用抑制telomerase的藥物或用telomerase及hTERT作抗原,發展出疫苗。
本文作者:林口長庚婦產部 張舜智醫師

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