西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的科學家生產了第一批在每個人體細胞中都具有超長端粒的小鼠。對動物的研究表明，與端粒長度正常的小鼠相比，超長端粒動物的平均壽命延長了近13%，更瘦，白色脂肪組織更少，并且代謝健康更好。研究人員從胚胎干(ES)細胞中產生了小鼠，這些細胞帶有超長的端粒重復序列，覆蓋了染色體的末端。與科學家們最相關的成就是，壽命首次在沒有任何基因改造的情況下顯著增加。研究負責人瑪麗亞·布拉斯科(Maria Blasco)博士說：“這一發(fā)現支持了這樣一種觀念，即在確定壽命時，基因并不是唯一要考慮的問題。” CNIO端粒和端粒酶事業(yè)部負責人。“在不改變基因的情況下可以延長壽命。”

端粒是一種核蛋白結構，基本上在人體每個細胞核的染色體末端形成保護帽。作者解釋說：“端粒對于保護染色體末端免受DNA降解和DNA修復活性至關重要，它們在染色體穩(wěn)定性中起著重要作用。” 端粒由與蛋白質復合物結合的重復DNA序列組成。但是，它們在一生中不會保持相同的長度，并且在每個細胞分裂中，端粒逐漸變得略短。端粒縮短與細胞衰老有關。研究小組繼續(xù)說：“考慮到端粒短會導致機體衰老并降低壽命，因此端?？s短被認為是衰老的主要原因之一。” “反過來，

初始端粒長度是由遺傳決定的，并且端粒降解的速率以及物種之間也不同。例如，“人類天生的端粒比小鼠短，但是小鼠的端粒比人短100倍。”迄今為止，涉及端粒長度操縱的大多數研究都需要對基因表達進行某種改變。CNIO小組開發(fā)了一種基因療法，可以利用端粒酶的合成(該酶負責至少部分重建多能細胞中的端粒)來生成壽命延長24%的小鼠，而不會患上與年齡有關的其他疾病。2009年，研究人員研究了源自成人組織的誘導性多能干細胞，觀察到在培養(yǎng)板中進行一定數量的分裂后，細胞獲得的端粒是正常細胞的兩倍。他們隨后證實，相同的現象發(fā)生在實驗室培養(yǎng)的正常胚泡來源胚胎細胞中。在研究此觀察結果時，Blasco的團隊發(fā)現，在多能階段，端粒染色質上的表觀遺傳標記促進了端粒酶的延長。正是這導致培養(yǎng)中的多能細胞端粒延伸至正常長度的兩倍。端粒染色質上的表觀遺傳標記有助于通過端粒酶延長它們的長度。正是這導致培養(yǎng)中的多能細胞端粒延伸至正常長度的兩倍。端粒染色質上的表觀遺傳標記有助于通過端粒酶延長它們的長度。正是這導致培養(yǎng)中的多能細胞端粒延伸至正常長度的兩倍。

然后，該團隊無需借助基因操縱就能夠生成具有超長端粒的ES細胞，然后創(chuàng)建健康的嵌合小鼠，其中約30–70%的細胞來自具有超長端粒的ES細胞。 。這項工作是在2016年報道的。對于他們最新報道的研究，研究人員生成了由這些超長端粒ES細胞100%形成的嵌合小鼠。然后，他們追蹤了這些小鼠的整個生命，以觀察超長端粒是否有任何不良影響。“在這里，為了解決比正常情況下更長的端粒對生物體造成的任何潛在的長期有害作用，我們產生了嵌合小鼠，這些小鼠是由具有超長端粒的ES細胞(超長端粒小鼠)貢獻的100% ，并在這些小鼠的整個壽命中對其進行跟蹤。”

他們發(fā)現，超長端粒沒有任何不利影響，卻與許多健康益處有關。與具有正常長度的端粒的對照動物相比，具有超長端粒的動物比對照小鼠更瘦，并且積累的脂肪明顯少于對照小鼠，并且顯示出較低的膽固醇水平，尤其是低密度脂蛋白(LDL)。超長端粒小鼠還表現出改善的代謝健康，具有改善的葡萄糖和胰島素敏感性，隨著年齡的增長，DNA損傷減少，并保留了更好的線粒體功能。代謝變化特別重要，因為這是首次發(fā)現端粒長度與代謝之間存在明確的關系。與對照動物相比，超長端粒小鼠也不太可能發(fā)生自發(fā)性腫瘤。研究人員說：“我們發(fā)現，超長端粒小鼠與正常端粒長度對照小鼠相比，出現腫瘤的小鼠數量減少了近50%，盡管這種差異沒有統(tǒng)計學意義。” 有趣的是，擁有更長的端粒與中位壽命增加12.75%，最大壽命增加8.4%有關。這組作者說：“這些發(fā)現表明，即使沒有端粒酶過表達，長端粒本身也足以增加小鼠的壽命。” 超長端粒小鼠在整個生命周期中的每個評估組織中都保留了更長的端粒。“總而言之，這些結果表明，超長端粒小鼠會隨著衰老而保留更長的端粒，包括肝臟，白色脂肪組織等代謝組織，

他們聲稱，他們的“前所未有的結果”表明，給定物種中比正常端粒更長的時間不是有害的，而是有益作用，例如延長壽命，延緩代謝年齡和減少癌癥。“延長胚胎細胞保持多能性的時間，以產生具有更長端粒，免受癌癥和肥胖癥影響以及壽命延長的小鼠，足以使小鼠具有更長的端粒和更長的壽命。”

這些發(fā)現可能為不延長基因操作而延長壽命的新方法的發(fā)展鋪平道路?？茖W家總結說：“這些結果還表明，端粒比正常物種長的個體沒有負面選擇。” “……因此，人們可以設想自然選擇過程有利于給定物種內端粒更長的個體，這有可能增加物種的壽命。”