Science，Nature聚焦2012诺贝尔生理/医学奖

10月8日传来2012年诺贝尔生理/医学奖的最新消息：英国科学家约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）获奖，获奖理由是“成熟细胞可被重编程恢复多能性”。Science，Nature等各大顶级期刊纷纷报道介绍相关技术成果。

　　

生物通报道：昨日传来2012年诺贝尔生理/医学奖的最新消息：英国科学家约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）获奖，获奖理由是“成熟细胞可被重编程恢复多能性”。Science，Nature等各大顶级期刊纷纷报道介绍相关技术成果。

Science杂志称，今年的诺贝尔生理/医学奖授予了改变细胞发育只是单向通道观点的研究成果，英国剑桥大学的John B. Gurdon，以及日本京都大学的山中伸弥两位教授发现，成熟细胞能通过重编程，转变成类似胚胎发育很早期阶段里的多能细胞状态，这些所谓的多能干细胞能分化成身体的任何组织。这两人的工作搭建起了现代生物学两个时代之间的桥梁，“彻底改变了我们对于细胞和机体发育的理解，”诺贝尔委员会在获奖公告中写道。

这种令成体细胞重新编程的能力，能帮助研究人员以全新的方式分析某些疾病，并在未来实现实验室里生长替换的组织，甚至器官。“我认为从事发育生物学和疾病机制研究的每个人都会为此次诺贝尔奖的选择而欢欣鼓掌”，伦敦大学神经学家John Hardy说，“现在已有无数的实验室的工作建立在他们已取得的这些基础性突破上。”

1962年，Gurdon教授发现取自青蛙肠道中一个细胞的遗传信息包含有创建一个全新青蛙个体所需的所有信息，他将这些遗传信息提取出来，并把它放入到一个青蛙卵细胞中，结果发现这个克隆发育成了一个正常的蝌蚪。正是这项技术最终导致了多莉羊的出现——第一只克隆哺乳动物。四十年后，山中伸弥发现令细胞DNA恢复多能性并不需要卵细胞，他们通过小鼠细胞实验，发现添加4中转录因子，就能令皮肤细胞转化成干细胞。

几年后，山中伸弥与其他研究组在人类细胞中发现了相似的技术，从而建立了稳定的，能不断传代的患者细胞系，比如肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS），研究人员可以通过分析这些称之为iPS的细胞，了解疾病，像针对ALS，研究人员诱导细胞分化成肌肉和神经细胞，模拟患者相似的情况。

山中伸弥表示十分高兴诺贝尔奖关注到了这一技术在医学临床上的应用，“我非常高兴，但同时也感到了更大的责任。iPS技术是新出现的技术，我们实际上还未能将这些发现应用到新型治疗方法或药物研发上，我们还需继续努力，希望能尽早对社会作出贡献。”

Nature杂志也介绍相关的研究成果，并关注了2007年与山中伸弥同时发表人类iPSCs研究成果的威斯康星大学麦迪逊分校James Thomson研究团队。

除此之外，还指出根据谷歌学术检索，山中伸弥2006年发表的文章（报道小鼠iPSC的研究成果）已被引用超过6000此，而其研究组关于人类iPSCs研究成果的论文则被引用了将近5000次。

2006年，山中伸弥介绍了一种利用小鼠成纤维细胞（fibroblasts）替代卵细胞的系统——fibroblasts是一种能很容易从皮肤获得的常见细胞类型。在这一系统中，编码四种转录因子的特异蛋白的基因通过逆转录病毒被转入细胞中，这些蛋白启动了其它基因的表达，从而导致细胞变成了全能性细胞，也就是说这些细胞潜在的能变成身体的任何细胞。山中伸弥把它们称为诱导性全能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS cells），“这很简单，并没有什么技巧，或者魔法”山中伸弥说。

这一结果遭到了一些怀疑：四个因子看起来太简单了，而且虽然细胞具有一些胚胎细胞的特征——能形成克隆，能不断增殖，以及能发生癌变生长（称为teratomas，畸胎瘤）——但是仍然缺乏其它特征。比如说，将iPS细胞引入一正在发育的胚胎，并不会获得嵌合体（chimaera）——一种小鼠同时包含从原胚胎和iPS细胞中获得的DNA。

然而之后，2007年几个研究组分别证明了这项成果的真实性，当时Nature等杂志连发了5篇文章，报道了这些成果，这些不同的研究团体发现小鼠中正常的皮肤细胞可以被重新编程，变成胚胎期细胞。其中两篇研究表明正常人类皮肤细胞可以重新调控进入胚胎阶段，这意味着胚胎干细胞这样一种在未来疾病治疗中作用重要的细胞将不再需要卵或胚胎。

其中山中伸弥发表的iPS细胞二代研究成果，与来自美国Whitehead生物医学研究院的Rudolf Jaenisch研究小组，以及来自哈佛干细胞研究院Konrad Hochedlinger与加州大学Kathrin Plath等人组成的合作团体也利用同样的四种因子获得了惊人相似的结果。

（生物通：张迪）

原文检索：

Nature 447, 679-685 (7 June 2007) |
doi:10.1038/nature05879; Received 12 January 2007; Accepted 25 April 2007
Developmental reprogramming after chromosome transfer into mitotic mouse zygotes

Nature advance online publication 6 June 2007 |
doi:10.1038/nature05934; Received 6 February 2007; Accepted 22 May 2007;
Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells

Nature advance online publication 6 June 2007 |
doi:10.1038/nature05944; Received 27 February 2007; Accepted 22 May 2007
In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state

Cell Stem Cell, Vol 1, 55-70, 07 June 2007
Directly Reprogrammed Fibroblasts Show Global Epigenetic Remodeling and Widespread Tissue Contribution

Cell Stem Cell, Vol 1, 39-49, 07 June 2007
Strategies and New Developments in the Generation of Patient-Specific Pluripotent Stem Cells