目前發現的端粒酶活化劑－環阿斯特拉加醇是什麼？

1985年，Greider等人首次發現了端粒酶。這種新發現的酵素能夠將DNA重複序列添加到染色體末端，從而維持端粒長度。端粒酶是一種核糖核蛋白複合物，其催化核心包含TERT和TERC，其中TERT是調節端粒酶活性的關鍵。隨著細胞分裂，端粒長度持續縮短。當端粒長度達到臨界值時，會誘導DNA損傷訊號，導致細胞週期縮短，並引發一系列以端粒縮短為特徵的組織衰竭疾病。

2010年，美國公司Geron與香港科技大學合作進行了一項篩選端粒酶活化劑的研究計畫。研究發現：環阿斯特拉加醇能夠活化端粒酶活性並誘導端粒延長。這項發現積極推動了端粒酶激活劑的研發。黃耆醇的研究進展及相關產品開發。環黃耆醇（CAG）是目前所通報的唯一天然產物端粒酶活化劑。它能有效對抗端粒縮短，並具有抗衰老、抗凋亡、抗纖維化、免疫調節、促進細胞增殖和傷口癒合等藥理作用，因此對端粒功能障礙相關疾病具有潛在的治療價值。

環阿斯特拉醇與衰老

端粒
端粒是染色體末端的特殊結構，能夠保護染色體，並隨著染色體複製和細胞分裂而縮短。細胞衰老也與端粒縮短有關。

端粒酶
端粒酶可以合成端粒，穩定端粒的長度和結構，進而保護染色體並延緩細胞老化。

抗衰老：一種端粒酶活化劑，透過增加端粒酶活性來延緩端粒縮短，從而發揮抗衰老作用。

端粒是位於細胞染色體末端的保護帽，能夠保護染色體在細胞分裂過程中免受傷害。隨著細胞不斷分裂，端粒會持續縮短，直到達到臨界點，此時細胞將會老化或死亡。端粒酶可以延長端粒的長度，從而自然地延長細胞的壽命。

老化是生命中不可避免的一部分；然而，研究人員正在探索各種治療方法，試圖避免老化帶來的某些影響，其中包括對衰老細胞清除劑的研究。衰老細胞清除劑是能夠清除衰老細胞的化合物，已被證明可以減輕衰老的影響。一項新的研究表明，環阿斯特拉加醇具有抗衰老作用。

這項來自中國、發表於《國際分子科學期刊》的研究聚焦於老化的人類細胞和輻射誘導衰老的小鼠。環阿斯特拉醇能夠減少老化細胞，而不影響非老化細胞。環阿斯特拉醇治療還能減少老化細胞中細胞生長和存活所需的蛋白質。此外，它還能抑制與年齡相關的發炎細胞和發炎過程相關的細胞運動。研究發現，接受環阿斯特拉醇治療的老年小鼠體內老化細胞數量減少，且與年齡相關的身體機能障礙得到改善。

環阿斯特拉醇可減少老化細胞

老化是眾所周知的衰老標誌，但研究人員發現，清除衰老細胞及其促炎信號分子可能有助於預防甚至逆轉與年齡相關的疾病。在本研究中，研究人員以環阿斯特拉醇處理人類細胞，發現它能有效清除老化細胞，而不會影響非老化細胞。此外，環阿斯特拉醇處理後，老化細胞的細胞標記也顯著減少。

先前的研究表明，PI3K/AKT/mTOR路徑（一種參與細胞生長和存活的信號通路）參與衰老細胞啟動的發炎過程，從而促進周圍細胞的衰老。研究人員發現，環阿斯特拉醇有助於減少該路徑中的蛋白質，並提示該化合物可能透過阻斷PI3K/AKT/mTOR路徑來延緩老化。此外，環阿斯特拉醇已被證實能夠降低衰老細胞透過釋放發炎分子、生長因子和免疫調節劑來促進衰老的能力，這與降低PI3K、AKT和mTOR信號傳導可以減少周圍細胞衰老促進作用的觀點相一致。

環黃耆醇屬於三萜皂苷，主要由黃耆甲苷IV水解而製得。它分子量相對較小，親脂性強，有利於生物膜穿透和胃腸道吸收，從而提高生物利用度。環黃耆醇的功效
1. 腦損傷的治療
2. 改善肝纖維化
3. 骨質疏鬆症的治療
4. 抗衰老效果
5. 延緩細胞衰老

為什麼要合成環阿斯特拉加醇？

①環阿斯特拉加醇具有多種藥理作用，例如抑制腦缺血期間的腦細胞凋亡和神經炎症，以及維持血腦屏障。
② 環阿斯特拉醇是目前發現的唯一具有端粒酶活性的小分子萜類化合物，可以治療神經退化性疾病。
③ 它具有抑制心肌纖維化和增強抗腫瘤免疫的作用，是抗衰老藥物研發中的熱門分子。

現有問題

黃耆中環黃耆醇的含量極低，難以直接取得。目前環黃耆醇的生產策略主要依賴傳統中藥萃取法，即透過轉化黃耆中的黃耆甲苷IV來獲得。具體而言，先利用黃耆種植和組織培養技術獲得黃耆甲苷IV，再透過酸解、Smith降解、酵素解和微生物水解等方法轉化為環黃耆甲苷。然而，這些製備方法成本高、易造成環境污染、分離純化困難，不利於其應用與推廣。因此，人們開始注意到環黃耆醇的人工合成。

如何利用合成生物學進行合成？ ——合成生物學

合成生物學是指在工程理念的指導下，有目的地設計、改造甚至創造具有非自然功能的“人工生命”，即生物工程。一般來說，它是利用生物學方法生產的。