卡羅林斯卡研究所的諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)近日決定將2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給約翰·格登（John Gurdon）和山中伸彌（Shinya Yamanaka），以獎(jiǎng)勵(lì)他們發(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可以被重新編程而具備多能性。原文鏈接：http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2012/press.html

    摘要

    諾貝爾獎(jiǎng)?wù)J為，這兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了：成熟、分化的細(xì)胞可以被重新編程，變成未成熟的細(xì)胞，能夠發(fā)育成機(jī)體內(nèi)所有種類(lèi)的組織。他們的發(fā)現(xiàn)革新了我們對(duì)于細(xì)胞和有機(jī)體如何發(fā)育的理解。

    約翰·格登在1962年發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的分化是可逆的。在一項(xiàng)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)中，他將蛙的未成熟卵細(xì)胞的細(xì)胞核替換為成熟腸細(xì)胞的細(xì)胞核。這個(gè)修改過(guò)的細(xì)胞發(fā)育成了一只正常的蝌蚪。成熟細(xì)胞的DNA仍然包含發(fā)育為蛙體內(nèi)所有細(xì)胞所需的全部信息。

    山中伸彌在40多年后的2006年發(fā)現(xiàn)，小鼠的完整的成熟細(xì)胞可以被重新編程，變成未成熟的干細(xì)胞。令人驚奇的是，只要引入幾個(gè)基因，就可以將成熟細(xì)胞重新編程變?yōu)槎嗄苄缘母杉?xì)胞，例如可以發(fā)育成機(jī)體內(nèi)所有種類(lèi)細(xì)胞的未成熟干細(xì)胞。

    這些突破性的發(fā)現(xiàn)完全改變了我們對(duì)于發(fā)育和細(xì)胞分化的觀(guān)點(diǎn)。我們現(xiàn)在知道了，成熟體細(xì)胞的分化階段并不一定受到永久的限制。教科書(shū)被改寫(xiě)，新的研究領(lǐng)域也建立起來(lái)。通過(guò)重新編程人類(lèi)細(xì)胞，科學(xué)家有了新的契機(jī)去研究疾病，以及為診斷和治療發(fā)展新方法。

    生命——分化程度不斷增加的旅程

    我們都是由受精卵發(fā)育而來(lái)。在受孕后的最初幾天，胚胎由未成熟細(xì)胞組成，它們每一個(gè)都可以發(fā)育成為構(gòu)成成熟有機(jī)體的所有種類(lèi)的細(xì)胞。這些細(xì)胞被稱(chēng)作多能性干細(xì)胞。隨著胚胎進(jìn)一步發(fā)育，由這些細(xì)胞誕生出了神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、肝臟細(xì)胞以及其他所有種類(lèi)的細(xì)胞——它們都經(jīng)過(guò)了分化，在成熟機(jī)體內(nèi)負(fù)擔(dān)著專(zhuān)門(mén)的任務(wù)。這段由未成熟細(xì)胞到分化細(xì)胞的旅程，以前被認(rèn)為是單向的。人們認(rèn)為這些細(xì)胞在成熟過(guò)程中發(fā)生了改變，不可能再回到未成熟、多能性的狀態(tài)。

    蛙在發(fā)育中的倒退

    約翰·格登向“分化細(xì)胞不可逆地走向了它的使命”這一教條發(fā)起挑戰(zhàn)。他假設(shè)：這些細(xì)胞的基因組仍然包含著驅(qū)動(dòng)它發(fā)育成機(jī)體所有不同類(lèi)型的細(xì)胞所需的信息。在1962年，他用一個(gè)來(lái)自蝌蚪的成熟、已分化的腸細(xì)胞的細(xì)胞核，替換了一只蛙的卵細(xì)胞的細(xì)胞核，來(lái)驗(yàn)證他的假說(shuō)。這個(gè)卵細(xì)胞發(fā)育成了功能齊全的克隆蝌蚪，之后的重復(fù)實(shí)驗(yàn)則得到了成年的蛙。成熟細(xì)胞的細(xì)胞核并沒(méi)有失去驅(qū)動(dòng)細(xì)胞發(fā)育為一個(gè)功能完整的有機(jī)體的能力。

    格登的里程碑式的發(fā)現(xiàn)最初遭遇了懷疑，但在別的科學(xué)家驗(yàn)證了他的實(shí)驗(yàn)后終于被接受。它引發(fā)了密集的研究，技術(shù)手段也得到發(fā)展，最終引出了哺乳動(dòng)物的克隆。格登的研究告訴我們，一個(gè)成熟、已分化細(xì)胞的細(xì)胞核可以返回到未成熟、多能性的階段。但是，他的實(shí)驗(yàn)是用吸管將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移出，再引入另一個(gè)細(xì)胞中。那么對(duì)于完好的細(xì)胞，是否有可能變回成多能性干細(xì)胞呢？

    往返旅程——成熟細(xì)胞返回干細(xì)胞狀態(tài)

    在格登做出發(fā)現(xiàn)的40多年之后，山中伸彌的科學(xué)突破可以回答這個(gè)問(wèn)題了。他的研究關(guān)注于胚胎干細(xì)胞，例如最初由馬丁·埃文斯（2007年諾貝爾獎(jiǎng)得主）分離自小鼠的多能性干細(xì)胞，山中伸彌試圖找出保持這些細(xì)胞非成熟狀態(tài)的基因。當(dāng)他鑒定出了一些此類(lèi)基因之后，他就檢驗(yàn)看這些基因是否可以令成熟細(xì)胞重新編程，變?yōu)槎嗄苄缘母杉?xì)胞。

    山中伸彌和他的同事以不同的組合方式將這些基因引入成熟的結(jié)締組織細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中，在顯微鏡下觀(guān)測(cè)結(jié)果。他們最終發(fā)現(xiàn)了一種起作用的組合方式，其組分令人驚奇地簡(jiǎn)單。通過(guò)引入四個(gè)基因，他們可以令成纖維細(xì)胞重新編程為未成熟干細(xì)胞。

    如此誘導(dǎo)出的多能性干細(xì)胞（iPS cells）可以發(fā)育成為多種類(lèi)型的成熟細(xì)胞，例如成纖維細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞以及腸細(xì)胞。這項(xiàng)關(guān)于完整的成熟細(xì)胞可以重新編程為多能性干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，發(fā)表于2006年并立刻被視作一項(xiàng)重大突破。

    從驚奇發(fā)現(xiàn)到醫(yī)學(xué)應(yīng)用

    格登和山中的這些發(fā)現(xiàn)顯示了在一定條件下，分化的細(xì)胞可以令發(fā)育之鐘倒轉(zhuǎn)。盡管它們的基因組在發(fā)育過(guò)程中經(jīng)歷了調(diào)整，這些調(diào)整卻不是不可逆的。我們對(duì)于細(xì)胞和有機(jī)體的發(fā)育獲得了全新的視野。

    近些年的研究顯示，多能性干細(xì)胞（iPS cells）可以產(chǎn)生出機(jī)體內(nèi)所有種類(lèi)的細(xì)胞。這些發(fā)現(xiàn)也為全世界科學(xué)家提供了新的工具，在醫(yī)學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域做出了非凡的進(jìn)展。多能性干細(xì)胞（iPS cells）也可以由人類(lèi)細(xì)胞制備。

    例如，我們可以從很多疾病的患者身上獲取皮膚細(xì)胞，重新編程，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)以確定它們與健康人的細(xì)胞存在何種區(qū)別。這些細(xì)胞是極為寶貴的工具，可以幫助我們理解疾病機(jī)理，從而為治療方法的發(fā)展提供了新的契機(jī)。

    約翰·B·格登爵士于1933年出生于英國(guó)Dippenhall.他于1960年在牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位，又在加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）從事博士后研究。他于1972年加入劍橋大學(xué)，擔(dān)任細(xì)胞生物學(xué)教授和麥格達(dá)倫學(xué)院院長(zhǎng)（Master of Magdalene College）。格登目前工作于劍橋大學(xué)格登研究所。

    2012諾貝爾獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主人物簡(jiǎn)介：

http://en.wikipedia.org/wiki/Shinya_Yamanaka

    山中伸彌于1962年出生于日本大阪。他于1987年在神戶(hù)大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位（MD），接受整形外科醫(yī)生培訓(xùn)，之后轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)科研。山中與1993年在大阪市立大學(xué)獲得博士學(xué)位（PhD），之后工作于舊金山格拉德斯通研究所（Gladstone Institute）和日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（Nara Institute of Science and Technology）。山中目前是京都大學(xué)教授，同時(shí)供職于格拉德斯通研究所。

    山中伸彌，1962年出生于日本大阪府，日本醫(yī)學(xué)家，京都大學(xué)再生醫(yī)科研究所干細(xì)胞生物系教授，大阪市立大學(xué)醫(yī)學(xué)博士（1993年），美國(guó)加利福尼亞洲舊金山心血管疾病研究所高級(jí)研究員。

    山中伸彌是誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPScell）創(chuàng)始人之一。2007年，他所在的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)小鼠的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)人體表皮細(xì)胞使之具有胚胎干細(xì)胞活動(dòng)特征的方法。此方法誘導(dǎo)出的干細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)樾呐K和神經(jīng)細(xì)胞，為研究治療目前多種心血管絕癥提供了巨大助力。這一研究成果在全世界被廣泛應(yīng)用，因?yàn)槠涿獬耸褂萌梭w胚胎提取干細(xì)胞的倫理道德制約。山中伸彌也因此獲得2009年拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。同時(shí)他在2008年獲頒邵逸夫生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。并于2011年獲得國(guó)際最高學(xué)術(shù)大獎(jiǎng)之一的沃爾夫醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，與其一起獲獎(jiǎng)的還有美國(guó)懷特黑德研究所的Rudolf Jaenisch.2012年，山中伸彌與美國(guó)軟件工程師利努斯·托瓦茲獲得芬蘭“千年技術(shù)獎(jiǎng)”,二人分別獲得60萬(wàn)歐元的獎(jiǎng)金。
http://en.wikipedia.org/wiki/John_Gurdon

    約翰·格登（John Gurdon），生于1933年10月2日，英國(guó)發(fā)育生物學(xué)家。他在細(xì)胞核移植方面進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的研究。2009年獲得拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

    1958年，他在牛津大學(xué)成功做出了體細(xì)胞克隆蛙。

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