它可能听起来不如生命之水那样诱人，但端粒酶——一种仅在十年前在单细胞原生动物中发现的酶——很可能就是青春的灵药。这种化学物质在永生的癌细胞、精子和卵子中发挥作用，修复端粒，即连接染色体末端的 DNA 链。现在看来，激活其他各种细胞中的端粒酶也能赋予它们更长的寿命。
这项发现发表在 1 月 16 日出版的《科学》杂志上，最终证实了一个极具争议的模型，该模型将端粒与细胞衰老联系起来。更重要的是，它为研究细胞衰老时发生的疾病（包括眼部的黄斑变性和动脉粥样硬化）以及细胞完全不衰老时发生的疾病（如癌症）开辟了新的途径。
端粒与衰老之间的联系最早出现在 1986 年，当时爱丁堡医学研究委员会的霍华德·库克注意到，生殖细胞中的端粒比寿命较短的体细胞（在皮肤、肌肉和神经组织中发现的那种）中的端粒更长。库克知道端粒每次细胞分裂都会缩短，他推测体细胞可能不会产生端粒酶。他推断，如果体细胞不能修复端粒，它们的端粒就会不断缩短。
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此外，库克提出，不断缩短的端粒，就像沙子从沙漏中流过一样，可能会倒计时细胞的寿命。经过一定次数的细胞分裂后，端粒会变得非常短，以至于以某种方式阻止细胞进一步增殖——使其处于一种称为衰老的状态。换句话说，他提出端粒长度为判断细胞寿命提供了一个时钟。
图片：西南医学中心 活生生的证明。 经过处理产生活性端粒酶的细胞继续旺盛分裂（底部），而同一年龄的正常细胞则失去了活力（顶部）。 |
这个想法引起了很多关注——和攻击。库克本人在 1990 年发表了一篇论文，表明端粒异常长的老鼠并没有活得异常长。去年，冷泉港实验室的 M. A. 布拉斯科发现，即使当小鼠经过基因工程改造以至于它们无法制造端粒酶时，这些动物仍然偶尔会发生恶性肿瘤。要么是某种其他机制保护了这些鼠肿瘤细胞中的端粒免受侵蚀，要么是缩短的端粒并没有像人们怀疑的那样在人类中抑制肿瘤生长。
现在，很明显后一种情况更有可能。在过去几个月发表的一系列论文中，研究人员已经表明，端粒酶基因可以在人体细胞中被激活——并且它确实延长了细胞寿命。最初的进展是 1997 年 8 月 15 日出版的《科学》杂志上的一篇报告，该报告指出，由诺贝尔奖得主托马斯·切赫（科罗拉多大学博尔德分校）和位于加利福尼亚州门洛帕克的专门从事衰老研究的生物技术公司 Geron Corporation 的同事领导的一个小组，已经分离出了人类催化蛋白端粒酶逆转录酶 (hTRT) 的基因。
尽管端粒酶基因存在于所有细胞中，但 hTRT 仅存在于永生细胞中，它在那里将 DNA 的重复序列融合到染色体上，从而延长端粒。Geron 小组在 1997 年 12 月 1 日出版的《自然遗传学》杂志上，这次是与德克萨斯大学西南医学中心达拉斯分校的研究人员合作，提供了将 hTRT 基因引入凡细胞会导致它们产生活性端粒酶的证据。
但是，延长端粒真的能延长人体细胞的寿命吗？来自西南医学中心和 Geron 的研究小组在最近的《科学》文章中证实了这一点。通过引入 hTRT 基因，他们使三种不同类型的细胞——视网膜色素上皮细胞、包皮成纤维细胞和血管内皮细胞——恢复了端粒酶活性。
在所有三个细胞系中，端粒酶都在染色体末端编织了新的 DNA，人为地延长了端粒。而且所有三个细胞系的寿命都比通常的要长得多。研究中，未改变的细胞在固定次数的分裂后达到衰老状态，而 hTRT 阳性培养物在报告发表时已经看到了超过该点的 20 次种群倍增——而且它们仍在强劲地增长。“我们发现细胞衰老是可以绕过的，”与伍德林·赖特共同领导西南医学中心团队的杰里·谢伊说。
对于那些仍然不相信的人，在《科学》论文发表后的第二天，另一组研究人员在《柳叶刀》杂志上发表了关于端粒作为计时器模型的进一步证据。英格兰曼彻斯特帕特森癌症研究所的罗伯特·温恩及其同事表明，被迫以极快速度分裂的细胞会更快死亡。
图片：西南医学中心 研究人员。 西南医学中心的细胞生物学和神经科学教授杰里·谢伊和伍德林·赖特（右）与 Geron 公司 的合作者一起，证明了重建端粒可以延长细胞寿命。 |
为了证明这一点，他们观察了 14 名接受骨髓移植的癌症患者。化疗通常会杀死骨髓细胞，移植的骨髓细胞必须快速分裂才能恢复患者的红细胞和免疫细胞储备。
11 个月后，温恩及其同事将移植的骨髓细胞与捐献者的骨髓细胞进行了比较，发现过度工作的细胞的端粒要短得多。事实上，通过端粒长度测量，移植的细胞平均比捐献者的细胞老 15 岁。有些细胞衰老了多达 40 年。研究人员表示，教训可能是移植更多的骨髓细胞来分担工作量，并减少必要的细胞分裂总数。
操纵端粒长度的技术会更进一步，抚平皱纹并阻止癌症的发生吗？洛克菲勒大学的提蒂亚·德兰格在最近的《科学》文章的配套文章中回顾了这些可能性。至于对抗癌症，她指出，解除端粒酶管制或以其他方式抑制端粒酶的策略前景广阔。但她补充说，为了对抗衰老的影响而刻意重置端粒计时器很可能会增加癌症风险。只有时间会证明一切，但有一件事是肯定的：永恒的青春将付出代价——Geron 公司已为 hTRT 申请了专利。