端粒位于真核细胞染色体的末端，与端粒结合蛋白一起构成特殊的 帽状 结构，保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。其实质为一小段DNA-蛋白质的复合体。根据DNA复制的机制及特点，每次染色体复制后，延伸链上的DNA末端必有一小段无法被复制。所以，细胞每分裂一次，端粒缩短30 bp-200 bp，当其缩短到2 kb-4 kb（危机长度）的特定临界值时，细胞将会进入静默期或者启动凋亡机制。因此，端粒长度与细胞老化有明显的关系[1]。

但是，人体的部分细胞，例如精原母细胞、肿瘤细胞等，含有端粒酶，能在DNA末端接上新的端粒片段，使端粒维持在一个稳定的长度，且不会随着分裂次数增加而缩短，从而实现细胞的快速增殖及永生化。相对于正常体细胞，肿瘤细胞的端粒一般较短。尽管在85%-90%的肿瘤中都能够检测到端粒酶的活性，但端粒酶并不是导致细胞癌变的直接原因，而是在肿瘤生长和增殖过程中具有决定性的作用。因此，端粒酶的激活发生在癌变之后（当第一个肿瘤细胞已经产生），端粒酶使得肿瘤细胞变得不朽，并能够无限分裂增殖[2]。

图1 端粒和癌症的关系简图（制图：生物探索编辑团队）

2009年诺贝尔生理学或医学奖授予在端粒和端粒酶研究领域有突出贡献的Elizabeth Helen Blackburn等3位科学家，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机制。从此，端粒与端粒酶的研究在肿瘤领域受到越来越多的关注，尤其是阻断端粒延长机制以及端粒酶抑制剂等可能成为潜在的抗肿瘤治疗新靶点[3]。