端粒酶活性——守护染色体时钟

端粒和端粒酶检测是当前发展的热点

端粒和端粒酶是当今生物界热门的研究领域之一。端粒酶活性已经成为各国科学家们争相研究的热点。

端粒(Telomere)是一种位于真核生物染色体末端的特殊结构，端粒DNA由一系列串联TTAGGG重复序列构成,长度约3~20kb不等。端粒结构能维持染色体末端稳定，避免DNA发生降解、修饰、基因错误重组和丢失。

端粒酶是一种复合物，具有逆转录酶活性和功能。人类细胞中端粒酶主要由RNA模板(TER)，逆转录酶(hTERT)和辅助蛋白(TERP1)等三个组分构成，分子量约为500~1500KDa。其中hTERT能够利用自身的RNA模板逆转录合成端粒片段,在端粒酶活性及端粒长度维持中起到决定性作用。

端粒酶活性其本质是端粒酶在细胞内催化端粒延长的生物学能力，而这种能力直接关联染色体稳定性、细胞衰老与疾病发生。深入理解端粒酶活性的调控机制与功能，对研究衰老、癌症治疗等领域具有重要意义。

在正常细胞分裂过程中，DNA 聚合酶无法完整复制染色体末端，导致端粒随分裂次数增加而逐渐缩短，也是细胞衰老的重要标志，所以端粒也称为生命的时钟。

当端粒酶活性被激活时，其携带的 RNA 模板可逆转录合成端粒 DNA，补充磨损的端粒长度，维持染色体完整性，防止基因组不稳定。同时抵消分裂带来的端粒损耗，延长细胞寿命。干细胞和生殖细胞通过持续的端粒酶活性维持自我更新能力。

而对于大多数成体细胞（如皮肤细胞、肝细胞等），端粒酶活性被严格抑制，端粒随分裂逐渐缩短，最终引发细胞衰老或凋亡，这一机制可防止细胞过度增殖，防止癌变的发生。

二、端粒酶活性的调控机制

端粒酶活性受细胞内多重信号通路、转录因子及表观遗传修饰的调控，包括：转录水平调控和表观遗传学调控等多种调控方式。

转录水平调控：多种转录因子可结合 hTERT 启动子，促进其表达；而一些抑癌因子则抑制 hTERT 转录，下调端粒酶活性。

表观遗传调控：hTERT 启动子区域的甲基化状态直接影响其转录活性。如hTERT 启动子高度甲基化，导致基因沉默；启动子甲基化水平降低，则端粒酶活性增强。

三、端粒酶检测方法

端粒酶活性作为一项重要的生物活性指标，如何准确､灵敏､快速地获得端粒酶活性成为了在临床诊断和治疗方面的一大热点｡

端粒重复扩增法（TRAP）是传统的检测方法，通过 PCR 扩增端粒重复序列，以后的很多关于端粒酶活性的研究方法均基于PCR技术提出该方法灵敏度高，但操作较略复杂。扩增后通过电泳或荧光检测定量检测。

免疫学方法：通过特异性抗体检测 hTERT 蛋白的表达。

实时定量检测方法：结合实时荧光 PCR 技术，可快速定量端粒酶活性，适用于大量样本的高通量检测，已广泛应用于癌症临床样本分析。

翼和生物开发的端粒酶检测试剂盒能通过荧光定量PCR的很好的完成端粒酶活性检测。原理是：TERT被认为是端粒酶活性表达的关键组分，其编码的mRNA水平与端粒酶活性一致。 因此，对端粒酶催化亚基的检测可以间接反映样本中端粒酶活性。具体是采用双色荧光qPCR (TaqMan探针法) 检测端粒酶催化亚基TERT基因和内参基因GAPDH。通过提取细胞RNA，利用特异性逆转录引物进行逆转录反应，以cDNA为模板在单管中利用多重荧光定量PCR进行扩增反应 (双重探针：FAM、Cy5)。选用293T细胞为阳性对照以及MRC-5细胞为阴性对照，判断样本中是否有TERT基因表达。端粒酶活性检测试剂盒具有灵敏性高、稳定性强、结果可靠、操作方便等优点，并且可以通过CT值进行定量。