关于端粒的常识
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染色体是高度螺旋化的脱氧核糖核酸丝,脱氧核糖核酸就像是包含了构筑生命蓝图的遗传物质。DNA拥有着一套特殊的密码引导我们的身体怎样去生长,发育和功能。这些指令被组合成一个个单元叫做基因。染色体就是这些重要材料的储存地,定期的随着细胞分裂而复制并且组成子细胞的DNA。染色体对于生殖繁衍很重要,因为他们允许一个生物把遗传信息传递给下代。
对于由细胞核的生物,也就是真核生物来说,染色体是在核仁中的。绝大多数的真核生物拥有一套染色体。在结构细胞中,每个细胞拥有一套完整的染色体,也叫双倍体。在生殖细胞中,比如卵子和精子,每个细胞只拥有父方或者母方生物的一半遗传物质,储存在单倍体的形式中,这样可以确保父母只传递他们各一半的基因。
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端粒是染色体两端的末端部分,他们对保护染色体的整体性起着非常重要的作用。他们就像鞋带末尾的塑料盖子,确保鞋带不会松开。
端粒是由串联重复的DNA序列,这个序列在整个进化过程中是保守的(在脊椎动物中这个序列是TTAGGG),和相关的蛋白质(所谓的端粒结合蛋白或“shelterins”)组成。端粒的功能是保护染色体末端不在DNA修复和降解过程中被改变,因此,确保细胞应有的功能和活力。
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端粒酶可以维持端粒长度并且通过重新延长端粒来修复短化的端粒。为此,端粒酶在在染色体末端从头合成并添加端粒重复序列。在非病理的条件中,端粒酶只在多功能性干细胞中表达(比如在胚胎发育的初级阶段),或者是在特定的组织干细胞室中。端粒酶同时也在病理条件下高度表达,比如在癌细胞中,端粒酶维持着癌症细胞的无限制生长。正常细胞通常只表达很少或者更本不表达端粒酶,这个现象的结果就是,正常细胞在连续循环的细胞分裂过程中逐渐地缩短它们的端粒,直到它们的端粒缩短到临界长度,从而引发细胞死亡或者不可逆转的细胞停滞叫做复制衰老(replicative senescence)(也被称做海佛烈克极限(hayflick limit))。
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在特定的年龄,端粒长度是一个生物老龄化的最好的分子标志之一,从而可以用端粒的长度来预计一个生物的生物年龄。在生物老化的过程中,细胞会不断的分裂和再生组织,端粒也会随着这个累计的过程而变的越来越短。这个现象发生在不仅分化了的细胞中也在干细胞中,而且还被证明了会减弱干细胞再生组织的能力。转基因的小鼠模型的研究强有力地证实了临界长度端粒的累积已经足够造成生物体的老化。另一方面人为地降低端粒随着年龄缩短的速度,比如强制表达端粒合成酶-端粒酶,也足以延缓衰老和延长寿命。
所以,那些基于重新激活端粒酶的治疗策略被视为可能对治疗或者治愈那些与衰老有关的疾病很重要。
端粒和端粒酶也和癌症息息相关。高于95%的各类肿瘤都通过激活端粒酶来达到无限繁殖的目的。端粒酶也因此被认为是维持癌症生长所必须的。针对抑制端粒酶活性的癌症疗法目前正在临床测试阶段。
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在单个细胞中端粒的长度是不均一的,也就是说每一个染色体末端都有不一样长度的端粒重复序列(每个染色体有4个端粒,每个细胞有23对染色体)。平均端粒长度通常是一群细胞(甚至不是单个细胞)中所有端粒的长度的平均值。但是,科学试验显示恰恰是那些短端粒才是导致衰老和疾病的真正原因。这是因为除非被端粒酶修补,临界长度的端粒会对细胞造成永久和有害的损害。所以,为了要评价一个人的端粒是否对于他的时间年龄来说过早地短化,我们必须使用可以对短端粒的累积进行量化分析的技术。只是测量一个群体细胞的端粒平均长度是不足以“鉴定”端粒的过早短化。生命长度公司要商业推广的技术正是基于它可以测量临界长度端粒的百分比。
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并不是所有有同样实际年龄的人都以同样的速度衰老。所以用一些分子标志(除了实际年龄之外的)来预计一个生物的老化程度就变得非常重要。这个信息可以帮助医疗工作者预见一些与年龄紧密相连的疾病的过早形成,可以帮助我们通过改变生活方式来降低端粒的流失(肥胖和吸烟都被证实会加快端粒的流失)。这个信息可以让我们常年密切地注意自身端粒的动态,或者受利于那些可能的端粒活化剂。越来越多的证据显示端粒的长度是一个很好的生物老化程度的显示器。
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生命长度公司已经建立了一个强大的数据库。这个数据库允许我们对任何一个给定的年龄都可以确定其不同百分位数的端粒长度。通过这个数据库,每一个顾客都可以知道他们的平均端粒长度是在那个实际年龄的哪一个百分位数上以及他们临界长度端粒的百分比。
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遗传和生活方式是影响端粒长度和端粒短化速度的最根本的因素。一些特定的生活方式已经和较长或者较短的端粒紧密的联系在一起。一些生活习惯比如吸烟,肥胖或者心理压力都会增加氧化激化和炎症从而导致常年性较高的端粒流失。另一些因素比如饮食,运动和睡眠同样被认为影响着生物年龄。目前一些通过激活端粒酶来修复端粒的疗法正在被研制中。测量端粒长度将成为判定这些疗法疗效的必要工具。
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越来越多的科学数据表明较短的端粒是和较高的心血管疾病发病率相关的,而且还可能和特定的神经系统疾病比如老年痴呆症联系在一起。
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首先,生物年龄是出色的整体身体健康程度显示器。第二,通过知道我们的生物年龄,它会让我们了解哪些生活习惯是会影响衰老,并且给我们机会做适当的改变。第三,将来当医生和医疗界慢慢熟悉和了解生命长度公司的端粒测量理念和技术,医生们将会考虑到病人的生物年龄从而制定更好的个人化治疗方案。
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对于那些有兴趣监测他们的端粒长度的个人,我们建议每年测量一次,尽管三个月的时间已经足以发现端粒长度的改变。
关于生命长度的端粒分析技术(TAT)
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我们使用端粒定量荧光原位杂交(Q-FISH)技术来测量细胞间期中细胞核内的端粒长度,这项技术可以运用在组织切片(端粒测图Telomapping)和血液细胞或者任何其他类型的可以附着在细胞盘上的细胞(HT Q-FISH)。端粒Q-FISH 意为定量荧光原位杂交(Quantitative Fluorescence In Situ Hybridization),也就是说用荧光标记的端粒重复序列作为探针与端粒杂交。每一个端粒探针能够识别固定数量的端粒末端序列(碱基对)。根据这个原理,杂交到端粒上的探针荧光信号的强弱就和端粒的长度是直接成正比的。最后,一个细胞中每一个端粒点的荧光值通过特定的软件转换成端粒长度,通过这个技术我们不仅可以在一群细胞中测量平均端粒长度,也可以测量临界长度端粒的百分比。
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生命长度公司的端粒分析技术(Telomere Analysis Technology, TAT)是由两个成熟的实验组成,这个技术允许我们在个体细胞(定量荧光原位杂交,HT Q-FISH)和组织(端粒测图,Telomapping)的水平上测量端粒的长度. 定量荧光原位杂交(HT Q-FISH)主要是用来定量地测量外周血单核细胞或者白血球(WBC)的端粒长度,当然它也可以用来测量其他任何可以附着在细胞板上的细胞(比如,纤维细胞,角质细胞等)。
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生命长度公司提供了目前为止唯一一个可以大规模地定量测量临界长度端粒的技术。其他的高流量端粒长度测量技术,比如以聚合酶链式反应(polymerase chain reactin)或者流式细胞仪(flow cytometry)为基础的方法,只能够测量一个细胞或者一个样品中的平均端粒长度,但是却不能测量造成衰老和疾病真正原因的临界长度端粒的百分比。平均端粒长度也无法真正反映随着衰老,生活方式或者疾病而出现的临界长度端粒的百分比的细微变化.
生命长度公司是全球唯一一家公司为个人提供根据血液中临界长度端粒的百分比来科学地严谨估计一个人整体的生物年龄。
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在重复样品中,平均变异度的变异系数只有5%。
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可以,我们可以使用端粒定量荧光原位杂交技术Q-FISH测量在细胞分裂中期中的每一个染色体末端。当使用高流量QFISH (HT-QFISH), 一般情况下我们在细胞分裂间期的细胞核中测量端粒点,每个细胞核可以获取大约12个端粒点, 而每个点代表了多个端粒的联合体。
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我们可以使用少到仅仅300微升的total blood血液来测量端粒长度,但是,一般情况下,为了重复测量样品和质量控制的目的,我们需要5毫升的血液。
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我们可以使用高流量 QFISH(HT QFISH)来测量任何淋巴系统细胞或者体外培养的细胞(正常或者肿瘤细胞)的端粒长度。另外端粒测图技术允许我们定量测量皮肤样品或者活检(任何可获取组织)的端粒长度,通过这个技术我们可以描画现时的端粒长度地图。这些地图可以被用来确定组织干细胞的龛或者是用来研究一个特定组织的生物年龄。这些运用对于医药和化妆品公司都很重要,而生命长度公司也正在积极地向这些公司的药物研发和临床试验(clinical trials)提供技术支持。
有关测量
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生命长度公司将通过当地的实验室合作伙伴向全世界提供端粒测量的技术服务。当地的实验室将负责血样的收集。请点击地图看看我们是否已经在贵国有合作伙伴,你也可以直接联系我们:info@lifelength.com。
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不需要特别的准备工作,也不需要禁食。
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从我们的实验室收到血液样品到处理和分析需要大约一个礼拜时间。但是由于目前对这项服务的供不应求,我们需要大约4到6个礼拜的时间才能提供结果。
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为了可以向个人提供更多的关于生活习惯和其他影响老化过程的信息,我们需要一个非常细节化的问卷,大约需要一个小时的时间来完成。针对每个问题的回答都对我们做出正确的统计非常重要,而统计相关性的结果可以使我们更好地向每个顾客提供针对性更强得有关控制和影响端粒老化方面的建议。当我们的数据库允许我们在所要求的信息和端粒老化之间建立更多的联系时,我们还将向所有在2011年测量他们端粒的顾客们提供免费的更加详细的后续报告。请记住,通过调查问卷提供的信息将始终以匿名的方式收集和处理。
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含有一个数字代码或者条码的问卷会由你的医生提交给公司,生命长度公司并不会直接收到姓名,报告也会再一次使用同样的代码由我们的合作伙伴递交到你的医生。
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我们的报告将会在基于递交的血液样品向您提供详细的信息,包括临界长度端粒的百分比以及预测的个体整体生物年龄。
获知您有高于平均水平的临界长度端粒百分比就好像您的胆固醇较高或者其他一些由生活习惯造成的生理状况,它可以促使您在医生的指示下改变这些生活习惯,从而积极地降低您端粒的老化速度。目前还没有处方药可以控制端粒的流失,但是在不久的将来可能就会有。另外,对于那些有着不同寻常短端粒的个人,您的结果很有可能是受了一些特定的外在事件的影响,比如某一创伤事件, 疾病等都会暂时影响到您的端粒长度。因为这个原因,我们会建议您每隔3到6个月而不是年度的重新测量。请与您的医生讨论具体措施。
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即将推出生命长度公司的全球合作伙伴列表