目前发现的端粒酶激活剂——环阿斯特拉加醇是什么？

1985年，Greider等人首次发现了端粒酶。这种新发现的酶能够将DNA重复序列添加到染色体末端，从而维持端粒长度。端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，其催化核心包含TERT和TERC，其中TERT是调节端粒酶活性的关键。随着细胞分裂，端粒长度持续缩短。当端粒长度达到临界值时，会诱导DNA损伤信号，导致细胞周期缩短，并引发一系列以端粒缩短为特征的组织衰竭疾病。

2010年，美国公司Geron与香港科技大学合作开展了一项筛选端粒酶激活剂的研究项目。研究发现：环阿斯特拉加醇能够激活端粒酶活性并诱导端粒延长。这一发现积极推动了端粒酶激活剂的研发。黄芪醇的研究进展及相关产品开发。环黄芪醇（CAG）是目前报道的唯一天然产物端粒酶激活剂。它能有效对抗端粒缩短，并具有抗衰老、抗凋亡、抗纤维化、免疫调节、促进细胞增殖和伤口愈合等药理作用，因此对端粒功能障碍相关疾病具有潜在的治疗价值。

环阿斯特拉醇与衰老

端粒
端粒是染色体末端的特殊结构，能够保护染色体，并随着染色体复制和细胞分裂而缩短。细胞衰老也与端粒缩短有关。

端粒酶
端粒酶可以合成端粒，稳定端粒的长度和结构，从而保护染色体并延缓细胞衰老。

抗衰老：一种端粒酶激活剂，通过增加端粒酶活性来延缓端粒缩短，从而发挥抗衰老作用。

端粒是位于细胞染色体末端的保护帽，能够保护染色体在细胞分裂过程中免受损伤。随着细胞不断分裂，端粒会持续缩短，直至达到临界点，此时细胞将衰老或死亡。端粒酶可以延长端粒的长度，从而自然地延长细胞的寿命。

衰老是生命中不可避免的一部分；然而，研究人员正在探索各种治疗方法，试图避免衰老带来的某些影响，其中包括对衰老细胞清除剂的研究。衰老细胞清除剂是能够清除衰老细胞的化合物，已被证明可以减轻衰老的影响。一项新的研究表明，环阿斯特拉加醇具有抗衰老作用。

这项来自中国、发表于《国际分子科学杂志》的研究聚焦于衰老的人类细胞和辐射诱导衰老的小鼠。环阿斯特拉醇能够减少衰老细胞，而不影响非衰老细胞。环阿斯特拉醇治疗还能减少衰老细胞中细胞生长和存活所需的蛋白质。此外，它还能抑制与年龄相关的炎症细胞和炎症过程相关的细胞运动。研究发现，接受环阿斯特拉醇治疗的老年小鼠体内衰老细胞数量减少，且与年龄相关的身体机能障碍得到改善。

环阿斯特拉醇可减少衰老细胞

衰老是众所周知的衰老标志，但研究人员发现，清除衰老细胞及其促炎信号分子可能有助于预防甚至逆转与年龄相关的疾病。在本研究中，研究人员用环阿斯特拉醇处理人类细胞，发现它能有效清除衰老细胞，而不影响非衰老细胞。此外，环阿斯特拉醇处理后，衰老细胞的细胞标志物也显著减少。

先前的研究表明，PI3K/AKT/mTOR通路（一种参与细胞生长和存活的信号通路）参与衰老细胞启动的炎症过程，从而促进周围细胞的衰老。研究人员发现，环阿斯特拉醇有助于减少该通路中的蛋白质，提示该化合物可能通过阻断PI3K/AKT/mTOR通路来延缓衰老。此外，环阿斯特拉醇已被证实能够降低衰老细胞通过释放炎症分子、生长因子和免疫调节剂来促进衰老的能力，这与降低PI3K、AKT和mTOR信号传导可以减少周围细胞衰老促进作用的观点相一致。

环黄芪醇属于三萜皂苷，主要由黄芪甲苷IV水解制得。它分子量相对较小，亲脂性强，有利于生物膜穿透和胃肠道吸收，从而提高生物利用度。环黄芪醇的功效
1. 脑损伤的治疗
2. 改善肝纤维化
3. 骨质疏松症的治疗
4. 抗衰老效果
5. 延缓细胞衰老

为什么要合成环阿斯特拉加醇？

①环阿斯特拉加醇具有多种药理作用，例如抑制脑缺血期间的脑细胞凋亡和神经炎症，以及维持血脑屏障。
② 环阿斯特拉醇是目前发现的唯一具有端粒酶活性的小分子萜类化合物，可以治疗神经退行性疾病。
③ 它具有抑制心肌纤维化和增强抗肿瘤免疫的作用，是抗衰老药物研发中的热门分子。

现有问题

黄芪中环黄芪醇的含量极低，难以直接获取。目前环黄芪醇的生产策略主要依赖于传统中药提取法，即通过转化黄芪中的黄芪甲苷IV获得。具体而言，先利用黄芪种植和组织培养技术获得黄芪甲苷IV，再通过酸解、Smith降解、酶解和微生物水解等方法将其转化为环黄芪甲苷。然而，这些制备方法成本高昂、易造成环境污染、分离纯化困难，不利于其应用和推广。因此，人们开始关注环黄芪醇的人工合成。

如何利用合成生物学进行合成？——合成生物学

合成生物学是指在工程理念的指导下，有目的地设计、改造甚至创造具有非自然功能的“人工生命”，即生物工程。一般来说，它是利用生物学方法生产的。