诺奖级发现背后,看Jerry与Carol如何用端粒酶揭开人类抗衰的终极底牌

2025年 10月 24日by editor0
端粒研究开创者Prof. Jerry W. Shay

从古至今,衰老一直是人类难以逃避的宿命,也是萦绕在心头最深的恐惧。当秦始皇统一六国,站在权力的巅峰,却惊觉时间的流逝对他同样毫不留情,于是,他开启了求仙之旅,派徐福东渡寻找长生不老药,耗费无数人力物力,只为了能抓住那缥缈的 “永生” 希望。这不仅是他个人的执念,更是人类对衰老本能抗拒的生动写照。汉武帝同样痴迷于长生,建承露盘承接仙露,宠信方士炼制丹药,最终却也只能在岁月面前低头 。衰老,这个神秘而又强大的力量,到底是什么?它绝不仅仅是脸上日益增多的皱纹,或是逐渐花白的头发那么简单。从生物学角度来看,随着时间的推移,我们身体内的细胞如同老旧的机器,开始出现各种问题。细胞的分裂能力逐渐下降,线粒体 —— 细胞的 “能量工厂”,功能也不断衰退,导致能量产生不足。自由基在体内肆意横行,对细胞的结构和功能造成严重破坏。而遗传因素也在其中扮演着关键角色,某些基因突变或异常表达,会像加速键一样,让衰老的进程大大提前。不仅如此,我们生活的环境、日常的生活习惯,如紫外线的过度照射、空气污染、吸烟酗酒、长期熬夜等,也都在悄无声息地加速着衰老的脚步。可以说,衰老就像是一场由内而外、多因素交织的复杂 “风暴”,席卷着我们的身体和生活。

端粒酶的发现
改写衰老认知的诺奖成果
2009 年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给了伊丽莎白・布莱克本(Elizabeth H. Blackburn)、卡罗尔・格雷德(Carol W. Greider)和杰克・绍斯塔克(Jack W. Szostak) ,以表彰他们在端粒和端粒酶研究领域的杰出贡献。这一奖项的颁发,如同在黑暗中点亮了一盏明灯,为人类深入探索衰老和癌症的奥秘指明了方向。
染色体末端的端粒,就像是鞋带两端的塑料帽,虽然看似微不足道,却对染色体的稳定起着至关重要的保护作用。伊丽莎白・布莱克本和杰克・绍斯塔克发现,端粒 DNA 序列能够防止染色体在细胞分裂过程中被降解,维持染色体的完整性。而卡罗尔・格雷德和伊丽莎白・布莱克本则进一步鉴定出了合成端粒 DNA 的酶 —— 端粒酶,揭示了细胞维持端粒长度的神秘机制。
在正常的细胞分裂过程中,端粒会像被磨损的橡皮筋一样,随着分裂次数的增加而逐渐缩短。当端粒缩短到一定程度时,细胞就会收到 “衰老信号”,停止分裂,走向衰老。这就像是细胞的 “生命时钟”,精准地记录着细胞的分裂次数和寿命 。然而,端粒酶的出现打破了这一常规。端粒酶能够以自身携带的 RNA 为模板,合成端粒 DNA,为缩短的端粒 “添砖加瓦”,从而维持端粒的长度,让细胞能够继续分裂,保持 “年轻活力”。
这一发现意义重大,它不仅从分子层面揭示了衰老过程中遗传信息的变化机制,让我们对衰老的本质有了更深刻的认识,也为癌症的研究带来了新的曙光。在大多数癌细胞中,端粒酶异常活跃,使得癌细胞能够无限增殖,逃避衰老和死亡的命运。因此,端粒酶成为了抗癌药物研发的重要靶点,为攻克癌症这一难题提供了新的思路和方法。
01、Prof. Jerry W. Shay 教授
成长与学术之路
在端粒酶研究领域,有一位不得不提的杰出人物 ——Prof. Jerry W. Shay 教授 。他在该领域的卓越贡献,犹如璀璨星辰,照亮了无数科研工作者前行的道路。Jerry W. Shay 教授出生于一个充满求知氛围的家庭,父母对知识的热爱和追求,在他幼小的心灵中种下了探索科学的种子 。学生时代,他就展现出了对生物学的浓厚兴趣,经常沉浸在图书馆的生物书籍中,探索生命的奥秘 。凭借着优异的成绩和对生物学的执着热爱,他顺利进入了知名学府,开启了他在细胞生物学领域的求学之旅。

在大学期间,Jerry W. Shay 教授如饥似渴地汲取着知识的养分 。他积极参与各种细胞生物学实验课程,在显微镜下观察细胞的形态和分裂过程,仿佛打开了一扇通往微观世界的大门,让他深深着迷。他还主动加入了学校的科研小组,跟随导师参与细胞衰老相关的研究项目。在这个过程中,他不仅掌握了扎实的实验技能,更培养了敏锐的科研洞察力和严谨的科学思维。研究生阶段,Jerry W. Shay 教授将研究方向聚焦在了端粒和端粒酶上。当时,端粒和端粒酶的研究还处于起步阶段,许多机制尚不明确,但他坚信这个领域蕴含着巨大的潜力,能够为人类揭示衰老和癌症的奥秘。他一头扎进实验室,每天都花费大量时间进行实验操作和数据分析 。为了获取准确的实验结果,他常常在实验室里一待就是十几个小时,忘记了时间的流逝。

在研究过程中,Jerry W. Shay 教授面临着诸多挑战。实验技术的不成熟、实验结果的不稳定,都曾让他陷入困境。但他从未放弃,凭借着坚定的信念和顽强的毅力,不断尝试新的实验方法和技术 。他积极与国内外的科研团队交流合作,分享自己的研究成果和经验,同时也学习借鉴他人的先进技术和理念 。经过多年的不懈努力,他在端粒和端粒酶研究领域取得了一系列重要成果。他首次揭示了端粒酶在肿瘤细胞中的异常激活机制,发现肿瘤细胞能够通过激活端粒酶来维持端粒的长度,从而实现无限增殖 。这一发现为癌症的诊断和治疗提供了新的靶点和思路 。他还深入研究了端粒酶与细胞衰老的关系,发现端粒酶的活性缺失会加速细胞的衰老进程 。通过一系列创新性的实验,他提出了 “端粒酶调控细胞衰老和癌变的分子模型”,这一模型为理解细胞的生命历程提供了重要的框架。

Jerry W. Shay 教授的研究成果在学术界引起了广泛关注和高度评价 。他发表了大量高质量的学术论文,其中多篇论文发表在《Cell》《Nature》《Science》等国际顶尖学术期刊上 。他的研究成果被广泛引用,为端粒和端粒酶领域的发展做出了重要贡献 。他也因此成为了端粒和端粒酶研究领域的权威人物,吸引了众多科研工作者前来学习和合作。

个人介绍
🏫所在机构The University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas 德克萨斯大学西南医学中心(达拉斯)

Professor of Cell Biology 细胞生物学教授

Vice Chair of Cell Biology Department 细胞生物学系副主任

Associate Director of the NCI‑designated Harold Simmons Comprehensive Cancer Center 美国国家癌症研究所(NCI)指定的哈罗德·西蒙斯综合癌症中心副主任

🔬 研究领域与重点

端粒与端粒酶(telomeres & telomerase):探究它们在细胞老化(senescence)和癌症中的核心作用

端粒酶作为癌症生物标志物与治疗靶点:长期研究telomerase在癌细胞无限增殖中的关键作用,对应的抑制剂已进入临床实验阶段

端粒长度调控机制:研究端粒长度如何影响基因表达及衰老过程

🏆 学术成就与荣誉

出版超过650篇论文,被引用超过15,000次,h-index 超过130

开创性论文包括:

《Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer》,Science,约 9,900次引用

《Extension of life‑span by introduction of telomerase into normal human cells》,Science,约 5,100次引用

《A survey of telomerase activity in human cancer》,Eur J Cancer,约 2,900次引用

奖项荣誉:

Research.com “Molecular Biology U.S. Leader” (2023–2025) 美国分子生物学领域领军人物

American Aging Association Hayflick Award 美国衰老协会 Hayflick 奖 等多个国际学术奖项

产业贡献:

共同创立 Geron Corporation(首家开发 telomerase 治疗的公司)

是多家生物科技公司(如 Life Length)科学顾问与专利发明人

✅ 总结

Prof. Shay 的核心优势在于将端粒酶的基础机制研究与癌症治疗紧密结合,是该领域中罕见的兼具科学深度与转化价值的顶尖科学家。他的团队不仅发现 telomerase 的生物学作用,还推动相关药物进入临床试验,使其在学术界和产业界均拥有广泛影响力。

02、科研成果,改变世界 
端粒长度检测新方法
在端粒研究领域,准确测量端粒长度一直是关键且具有挑战性的任务。传统的端粒长度检测方法存在诸多局限性,其中放射性探针虽然在早期的研究中被广泛应用,但它就像一颗不稳定的 “定时炸弹”,存在诸多隐患。放射性物质的不稳定性使得实验结果难以稳定重复,研究人员常常为了获得准确的数据,不得不反复进行实验,耗费大量的时间和精力。而且,处理这些放射性物质需要特殊的防护设备和严格的操作流程,一旦操作不当,就可能对实验人员的身体健康造成严重危害 。随着技术的发展,非放射性方法逐渐兴起,但也并非尽善尽美 。例如,常用的 DIG(digoxigenin)探针非放射性方法,就像是一个灵敏度欠佳的 “探测器”。它需要相对较多的基因组 DNA 才能进行有效的检测,这在一些样本稀缺的研究中,就成了一个难以跨越的障碍 。而且,其灵敏性较差,对于一些细微的端粒长度变化,往往难以准确捕捉,就如同在黑暗中寻找微弱的星光,常常会错失重要的信息。

为了突破这些困境,Prof. Jerry W. Shay 教授带领他的团队,开启了一场艰苦的科研攻关 。他们深入研究端粒的结构和特性,从分子层面寻找新的检测思路 。经过无数次的实验尝试和数据分析,他们终于开发出了一种新型非放射性方法 。这种方法就像是为端粒检测量身定制的 “精密仪器”,使用多个 DIG 分子,巧妙地增强了灵敏性和端粒检测的稳定性。多个 DIG 分子的运用,就像是给端粒检测加上了一个 “信号放大器” 。它们能够与端粒 DNA 更紧密、更特异性地结合,从而大大提高了检测的灵敏性 。即使是极其微小的端粒长度变化,也能被精准地检测到 。同时,这种方法还提高了检测的稳定性,使得实验结果更加可靠,减少了误差的干扰 。就像为端粒检测建立了一个坚固的 “基石”,让研究人员能够在更稳定的基础上进行深入研究。

这项成果的意义非凡,它为衰老和癌症研究提供了强有力的工具。在衰老研究中,科学家们可以通过准确测量端粒长度的变化,更深入地了解衰老的进程和机制 。就像为衰老研究打开了一扇新的窗户,让我们能够更清晰地看到衰老过程中细胞内部的变化 。在癌症研究中,端粒长度的准确检测可以帮助医生更准确地诊断癌症,评估癌症的发展阶段和预后 。例如,通过检测癌细胞中端粒长度的异常变化,医生可以更早地发现癌症的迹象,为患者制定更精准的治疗方案 。它还为抗癌药物的研发提供了重要的参考依据,有助于开发出更有效的抗癌药物,为癌症患者带来新的希望。

靶向癌细胞的端粒研究
癌细胞,这个人类健康的 “头号杀手”,一直以来都是医学研究的重点对象 。它之所以如此难以攻克,一个重要的原因就在于其独特的端粒机制。与正常细胞不同,癌细胞中的端粒就像被施了魔法一样,不会随着细胞分裂而缩短 。这背后的 “功臣” 就是端粒酶,它在癌细胞中异常活跃,能够持续为端粒补充 DNA 序列,让端粒始终保持在足够的长度,从而使得癌细胞能够逃脱衰老和死亡的命运,实现无限增殖 。这种无限增殖的能力,使得癌细胞能够在体内疯狂生长,不断侵袭和破坏周围的正常组织和器官,给患者的生命健康带来巨大威胁。Prof. Jerry W. Shay 教授对癌细胞的端粒机制展开了深入研究 。他就像一位勇敢的探险家,深入到癌细胞的微观世界中,寻找对抗它的 “秘密武器” 。经过多年的潜心研究,他发现了一种名为 6 – thiodg 的小分子,它就像是一把专门针对癌细胞的 “精准手术刀”。

6 – thiodg 能够精准地定位细胞的 “生物钟”—— 端粒。它的作用机制十分巧妙,当它进入癌细胞后,会干扰癌细胞中维持端粒长度的正常途径。就像在癌细胞的 “生产线” 上设置了障碍,阻止端粒酶正常工作,使得端粒无法得到及时的修复和延长 。随着细胞的不断分裂,端粒逐渐缩短,当缩短到临界长度时,癌细胞就会收到 “死亡信号”,无法再继续分裂,最终走向凋亡。更为重要的是,6 – thiodg 在发挥抗癌作用的同时,几乎没有严重的血液副作用。在传统的癌症治疗中,许多抗癌药物在杀死癌细胞的同时,也会对身体的正常细胞造成严重损害,尤其是血液系统。患者常常会出现贫血、白细胞减少、血小板减少等不良反应,这不仅影响了患者的生活质量,还可能导致治疗中断。而 6 – thiodg 的出现,就像是在黑暗中点亮了一盏明灯,为癌症治疗带来了新的希望。它为癌症治疗提供了一种全新的思路,即通过靶向癌细胞的端粒机制,实现对癌细胞的精准打击,同时最大程度地减少对正常细胞的伤害。

基于这一发现,未来有望开发出一系列新型的抗癌药物。这些药物将以 6 – thiodg 为基础,通过进一步优化和改进,提高其抗癌效果和安全性。它们可能会成为癌症治疗的新 “利器”,为广大癌症患者带来福音 。在临床应用中,这些药物可以单独使用,也可以与其他治疗方法如化疗、放疗、免疫治疗等联合使用,发挥协同作用,提高癌症的治疗效果。

03、企业合作
借助权威,开拓创新
对于企业而言,与 Prof. Jerry W. Shay 教授以及诺奖得主Carol W. Greider教授等端粒方面的专家合作背书,无疑是一次极具战略眼光的选择,具有诸多不可忽视的优势。教授们在端粒酶和细胞衰老领域的崇高学术地位和丰硕的科研成果,就像是一块闪闪发光的金字招牌 。他的认可和支持,能够极大地提升企业产品和技术的可信度和权威性。在消费者越来越注重产品科技含量和研发背景的今天,有了两位教授的背书,企业的产品仿佛被贴上了 “高品质、高科技” 的标签,更容易赢得消费者的信任和青睐。比如在抗衰老护肤品领域,若企业的产品研发得到了教授的指导或认可,消费者会更愿意相信该产品在延缓肌肤衰老方面具有独特的功效。

产学研结合是推动技术转化和产品创新的重要途径。企业拥有丰富的市场资源和强大的生产能力,而两位教授则掌握着前沿的科研技术和创新的理念。双方合作能够实现优势互补,将科研成果快速转化为实际产品,推向市场。在合作过程中,教授的专业知识和研究成果可以为企业的产品研发提供坚实的理论基础和技术支持,帮助企业开发出更具创新性和竞争力的产品。企业也可以为教授的研究提供实践平台和资金支持,促进科研工作的顺利开展。这种互利共赢的合作模式,不仅能够推动企业的发展,也有助于推动整个行业的技术进步和创新发展。

赢诺脉得:搭建合作的桥梁
如果您的企业渴望在衰老和癌症领域实现创新突破,赢诺脉得将是您最可靠的合作伙伴。作为一家专注于为企业与顶尖科研专家牵线搭桥的专业机构,赢诺脉得在促进产学研合作方面拥有丰富的经验和卓越的资源整合能力 。赢诺脉得已经成功促成了众多企业与科研专家的合作,在业内树立了良好的口碑 。其专业团队深入了解企业的需求和痛点,能够精准地为企业匹配合适的科研资源。在与 Prof. Jerry W. Shay 教授和诺奖得主Carol W. Greider教授的合作对接中,赢诺脉得凭借对教授研究领域和成果的深入了解,以及与教授团队建立的良好沟通渠道,能够为企业提供全方位的合作支持。从合作意向的初步沟通,到合作细节的协商敲定,再到合作过程中的协调与推进,赢诺脉得都将全程跟进,确保合作顺利进行。

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