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生理或医学奖:逆转生命时钟

【财新网】(记者 徐超)北京时间10月8日下午5时30分,在瑞典首都斯德哥尔摩的卡罗琳斯卡医学院,2012年诺贝尔生理学或医学奖的获奖者名单揭晓。今年的获奖者是英国发育生物学家约翰·戈登(John B. Gurdon)和日本京都大学iPS细胞研究中心主任山中伸弥(Shinya Yamanaka),获奖理由是 "成熟干细胞可以被重新编程分化为多功能干细胞"。

  听到他们两人获得2012年诺贝尔生理学或医学奖的消息后,很多生命科学领域的科学家心中的一块石头总算落地,不必每年都把他们当作诺奖大热门了。“大家预料他(山中伸弥)能得这个奖已经讲了好几年了,无非是一个时间的问题”,美国戴维·格拉斯通研究所(Gladstone Institutes)的高级研究员丁胜对财新记者说。1994年至1996年,山中伸弥曾在该研究所完成博士后工作,现在仍在这里拥有一个实验室。

  生命从诞生到衰老乃至死亡的过程,其实就是细胞分化、衰老、死亡的过程,对于拥有多达四十万亿至六十万亿个细胞的人来说,虽然这些细胞在形状、功能上差别很大,实际上最初都是由受精卵中的胚胎干细胞发育而成,这些细胞在各自的组织内发挥不同功能的同时,既不会转变为其他组织内的细胞,也不会突然逆转回到胚胎干细胞的状态,这就是为什么人只会越活越老,不会越活越年轻。

  这是为什么呢?一种观点认为细胞在分化的过程中丢失了一部分基因信息,因此出现了细胞最终分化为不同功能的细胞;另一种观点认为,不同细胞的基因序列不一样,因此才会分化成不同功能的细胞。而细胞分化过程不可逆转在人们脑海中根深蒂固。

  直到1962年,还在美国哈佛大学作研究生的约翰·戈登将蝌蚪的大肠细胞核嵌入到另一只青蛙已经剔除细胞核的卵细胞中,之后,小部分的卵细胞发育成为蝌蚪,戈登在当时发表的论文中得出结论认为,体细胞存在逆转成胚胎干细胞的可能性。

  约翰·戈登的实验第一次证明即便是已经分化为成熟的体细胞,实际上还完整保留着所有的遗传信息,它之所以呈现不同的状态,是因为表达了信息的不同部分。在一定的条件下,这些细胞仍具有“返老还童”成未分化细胞的潜力。他的实验成为“克隆”技术的基础,到1997年,第一只哺乳动物“多利”羊克隆成功。

  随后,科学家进一步对猪、狼和猩猩等动物进行克隆并都取得了成功。但是,这些实验只是证明了一个成熟细胞可以通过借用卵细胞中的原材料——胚胎干细胞实现重生,但是这个成熟细胞本身是否可以重生,依然没有答案。

  而作为一名医生出身的科学家,山中伸弥不仅看到了干细胞医疗对于人类的重要意义,也致力于寻找利用成熟细胞制造干细胞的可能。

  2003年,时任日本奈良科技研究所助理教授的山中伸弥及其同事筛选出24个控制基因表达的转录因子,这些转录因子被认为对于胚胎干细胞细胞的多功能特性起到了关键作用。经过漫长和单调的排除过程,他们发现其中保留其中四种因子就可以实现多功能特性。

  2006年,通过慢病毒载体介导,山中伸弥将四种因子导入到小鼠的皮肤细胞中,获得了具有强大的自我更新能力和分化潜能的多能性干细胞,并将其命名为“诱导性多潜能干细胞(iPS)”。

  2007年11月,山中伸弥及其同事利用同样的方法将人的皮肤细胞诱导为iPS细胞。2008年在上海召开的国际生物学大会上,山中伸弥在一场主题演讲上介绍了他发现这四种因子的过程,他和他的学生们是经历了成千上万次单调的实验,才找到了这四种因子。而这四种因子,成为人类“返老还童”的钥匙。

  他在一次接受采访时说,他对他的同事和学生们非常骄傲,他们非常非常有耐心。

  丁胜说,五十年前,约翰·戈登的实验让人类知道体细胞能够变成干细胞,而且通过克隆的方式能够“复制”生物个体,直到六年前,克隆是唯一一种能够将体细胞变成生物个体的方法,但是这种方法并没有能够在人体上获得成功,不仅如此,克隆的试验方法对实验室和科研人员的要求都颇高。

  相比之下,山中伸弥不但证实人的细胞可以在实验室中逆转,而且对实验室要求不高,“稍微接受过训练的研究人员就能够完成实验”,因此,iPS细胞的方法一经出现,成千上万的实验室都加入到了相关的研究中,用同样地方法在不同的领域展开研究。

  2006年至今,针对iPS细胞的研究已经有了很大发展,例如最初的试验方法是利用病毒载体,同时所选用的四种转录因子都存在诱发癌症的风险,目前,科学家已经找到了替代的方法,四种转录因子也可以通过小分子化合物来替代,这也是丁胜所在的实验室的研究领域。

  这些进展让iPS细胞未来在临床上的应用成为可能,应用这种技术,冠心病患者可以移植自身的心脏细胞而不用担心免疫排斥问题,同样的方法还可以应用到包括糖尿病在内的其他疾病,尽管类似的实验已经在动物实验获得成功,但是在人体临床实验的应用要复杂得多。

  不过他也对此表示了一种担心,因为现在越来越多的人在利用他的技术制造类似胚胎的细胞,但是不需要像胚胎干细胞技术那样需要严格的审查。他举例说,从理论上说,通过这种技术可以利用人的皮肤细胞制造精子,也可以制造卵子,那么同性生育就有可能了。“如果这种技术被滥用,作为发明人我们是有责任的。”

  2013年,山中伸弥所领导的日本京都大学iPS细胞研究中心将进行第一例利用iPS细胞分化细胞的人体临床试验,他们希望用人工制造的视网膜色素上皮细胞治疗黄斑变性。

  山中伸弥毕业于神户大学医学系,在获得了药学博士学位并完成了整形外科的住院医生实习工作后,他来到加州大学旧金山分校,开始了干细胞的研究。1996年他回到日本,在京都大学前沿医学研究所工作。他曾经说,我一生的目标,就是把这种干细胞医疗技术带到临床、带给病人。■  
希望明天会更好!
这就是生命的真谛。
   人类啊。开香槟吧。为伟大的发现而干杯。
   战友们。狂欢吧。为明天的解放尽情高歌吧。
   患友们:流泪吧。把委曲和痛苦尽情发泄吧。
坚持终归否极泰来.坚信高科技一定会带我走出困境.走向我梦想的远方...........
谢谢分享!!!
会有明天吗。。。
天上星星
2# 苦海泳者

IPS细胞技术不是说比配套干细胞效果好,可能安全一点,日本明年做的实验治疗也只是治疗黄斑变性而已。
谢谢分享!!!
5# 雪山飞狐


虽然只是黄班点病
但如效果良好
rp最低情度也可以改善中央视力
很?错了
别得一想十呢
人生要抱有希望,但行动上要作出最坏的打算
希望大家都可以尽快步向光明之路
7楼的哥们。你在说什么呢。我看不懂现代文言文。
坚持终归否极泰来.坚信高科技一定会带我走出困境.走向我梦想的远方...........
顶顶顶顶啊
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