海弗利克极限
海弗利克极限[1]（英语：Hayflick limit）又译海富利克极限[2][注 1]，又称海弗利克现象（Hayflick phenomenon），指正常人类细胞群体在细胞分裂停止前所能分裂的次数限制。经验证据显示，每个细胞的DNA所相连接的端粒，在每次新的细胞分裂后会略微缩减，直至缩减至一个极限长度为止[4][5]。
海弗利克极限这一概念是在1961年由宾夕法尼亚州费城威斯达研究所的美国解剖学家列奥那多·海弗利克提出[4]。海弗利克证明了一个正常的人类胎儿细胞群体，在细胞培养下可以分裂40-60次，而此细胞群体将会进入衰老期；这驳斥了诺贝尔奖得主亚历克西·卡雷尔“一般正常的细胞具有永生性”的论点。每次有丝分裂会略微缩短细胞中附着于DNA上的端粒，而人体中端粒的缩短最终会导致细胞分裂无法进行；这种细胞群体衰老机制的出现，和整个人体的生理性衰老有所关连。此机制似乎也能够防止基因体不稳定；端粒的缩短会限制细胞分裂的次数，也就可以预防人类衰老细胞中癌细胞的发展情况。然而，端粒的缩短会伤害免疫功能，因此可能同时增加了患癌风险[6]。
端粒的长度
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海弗利克极限发现与DNA链末端的端粒区域长度相关。在DNA复制的过程中，每个DNA链末端的短小片段（端粒）在每次DNA复制完成后，即无法复制而丢失[7]。DNA的端粒区域无法解码成任何一个蛋白质，仅仅在DNA的末端区域形成一个重复的编码，而DNA复制后失去的也是这个编码。在多次DNA复制之后，端粒就会消耗殆尽，导致细胞开始凋亡。这种机制可以预防DNA复制的错误，进而预防基因突变的发生。一旦端粒在细胞多次复制之后消耗殆尽，细胞将无法复制下去；此时该细胞就会达到自身的海弗利克极限[8][9]。
这个过程不会发生在大多数的癌细胞中，起因在于一种称做端粒酶的酵素。此酵素可以维持端粒的长度，这会导致癌细胞中的端粒不会缩短，且给予这些细胞无限复制的潜力[10]。目前正在研拟中的癌症治疗方案提出使用酶抑制剂，可以阻止端粒的复原，让癌细胞变得如同一般体细胞一样凋亡[11]。此外，端粒酶激活剂可以修复或延长健康细胞中的端粒，进而延长这些健康细胞的海弗利克极限，但也会给予它们癌细胞的特征。端粒酶的激活也可能延长免疫系统中细胞的端粒长度，来预防端粒非常短的细胞发生癌变[来源请求]。
在体外实验中，肌肽可以增加人类纤维母细胞的海弗利克极限[12]，也可以抑制端粒缩短的速度[13]。
注解
[编辑]- ^ 澳大利亚诺贝尔奖得主弗兰克·麦克法兰·伯内特爵士首次在其著作Intrinsic Mutagenesis: A Genetic Approach to Ageing（1974年）使用“海弗利克极限”此术语[3]。
参考文献
[编辑]- ^ 存档副本. [2024-02-08]. （原始内容存档于2024-02-08）.
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