海夫利克极限细胞大约都只能分裂40-60次。并且分裂能力的限制和细胞的衰老有关

曾经有传言着说,细胞在某种特定的溶液中,可以无数次自我复制,不会衰老,从而获得长生。

而传言的源头是获得1912 年诺贝尔生理或医学奖的亚历克西.卡雷尔,他改良了细胞培养技术。

他尝试并成功在体外培养了鸡心细胞,并每年都会宣布这些鸡心细胞还活着,此实验坚持了十年。

然而多年来,其他科学家有做尝试,都无法复制这项结果,所以很多科学家对于这项实验结果的真伪,抱有很大的怀疑。

直到60年代,李奥纳多.海佛列克用他的实验,正式推翻卡雷尔的说法。

威斯达研究所让他负责研究细胞培养技术,以提供为了实验需要。

据他观察正常的人类细胞不能无限地分裂下去,当它们分裂到一定次数时,就会停滞不分裂或者细胞凋亡而死亡,对其深入研究后,得知细胞大约都只能分裂40-60次。并且分裂能力的限制和细胞的衰老有关,而细胞衰老可能导致了身体的老化。

如果将人体比喻成一部精密的机器,那么细胞就是这台机器的部零件自然会磨损,系统愈来愈容易故障,最终走向报废一途。生命其实也是一样的道理。细胞作为生物体的单位,如同构成一部机器的零件,老化的现象在细胞层级就发生了。

那之日后,科学家将细胞分裂极限的概念,称为海佛列克极限。

到了1980 年代,科学家们对于染色体的研究发现,细胞分裂次数与细胞末端的端粒结构有关。

他们发现细胞每分裂一次端粒就会变短一点,于是随着细胞分裂的次数增多,端粒长度也愈来愈短。当端粒短到无法再保护染色体结构及基因时,细胞就会抑制生长、停止复制,迈入衰老。

海佛列克极限并没有得到所有人的认可,一部分科学家认为细胞无法持续分裂,是由其他原因造成的,细胞有受损、环境因素。

更多科学家是认可了海佛列克极限的概念,并将其代入到细胞的研究中,最终验证了这一概念。

那么什么事染色体端粒?

端粒是染色体末端的特殊结构,由不断重复的DNA 序列「TTAGGG」所构成,具有维持染色体结构稳定性的功能。

当细胞要一分为二,就需要复制DNA。但是DNA 复制机制本身具有,最末尾的5 端处会有一小段序列没办法被复制到,因此DNA 复制完成后的两端都会损失一些序列,端粒因此愈来愈短。

如果带有遗传资讯的DNA 序列(也就是基因)丢失就太糟了,于是,位于染色体末端的端粒其实也扮演了重要的炮灰角色,每次DNA 复制后,都能因着牺牲端粒一小段无意义的重复序列,得以保全染色体内的其他基因。如此看来,端粒虽然是生命倒数计时器,但其实它是在保护我们的生命,直至粉身碎骨啊!

那么是不是只要把端粒加长,就能打破海佛列克极限,逃脱写在细胞里的老化命运了呢?

在细胞层面来说,或许是喔!

其实我们身体中的干细胞有端粒酶(telomerase)在工作,能够合成DNA 末端的序列、加长端粒,让干细胞可以不断分裂出新的细胞。然而,端粒酶活性的调控非常复杂,人人闻之色变的癌细胞往往具有失控的端粒酶活性,才获得永生不死、不断分裂的能力,进而侵害人体其他组织,瘫痪身体机能。如果为了永生,开启端粒酶基因,一个不小心,永生的只有癌细胞,那可是一件非常悲剧的事情啊!


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