山中伸弥

山中伸弥(日语:山中 伸弥やまなか しんや Yamanaka Shin'ya,1962年9月4日),日本干细胞科学家[1][2][3],现任京都大学教授、UCSF附属格拉德斯通心血管病研究所英语Gladstone Institutes高等研究员、奈良先端科学技术大学院大学荣誉教授。美国国家科学院外籍院士[5]宗座科学院院士、日本学士院会员文化勋章表彰。文化功劳者时代百大人物

山中伸弥Nobel prize medal.svg
山中伸弥(やまなかしんや)
Shinya yamanaka10.jpg
山中伸弥,2013年。
出生 (1962-09-04) 1962年9月4日58岁)
 日本大阪府枚冈市日语枚岡市
(现东大阪市
国籍 日本
母校神户大学
大阪市立大学
知名于诱导多能干细胞
配偶山中知佳
父母山中章三郎(父)
山中美奈子(母)
奖项罗伯·柯霍奖(2008)
邵逸夫奖(2008)
盖尔德纳国际奖(2009)
拉斯克基础医学研究奖(2009)
沃尔夫医学奖(2011)
千禧年科技奖(2012)
诺贝尔生理学或医学奖(2012)
科学生涯
研究领域医学
组织工程学
生物学
干细胞研究[1][2][3]
发育生物学
发育工程学
机构格拉德斯通心血管病研究所英语Gladstone Institutes
奈良先端科学技术大学院大学
京都大学
博士导师三浦克之日语三浦克之
博士生高桥和利
备注
亲属:
山中熊吉(祖父)
日语写法
日语原文山中 伸弥
假名やまなか しんや
平文式罗马字Yamanaka Shin'ya
一个跳动心肌的视频,采取开放获取文章,合著者山中伸弥。[4]按细胞类型分离细胞是在干细胞疗法的一个重要步骤。

山中教授曾获日本最初的BBVA基金会前沿知识奖英语BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award。他也与鲁道夫·耶尼施同获2011年沃尔夫医学奖、与林纳斯·托瓦兹同获2012年千禧年科技奖,同年他因“发现成熟细胞可被重写成多功能细胞”与约翰·格登爵士同获诺贝尔生理学或医学奖[6][7]。2013年再获300万美元奖金的生命科学突破奖

早年生活与教育编辑

 
山中伸弥在演讲中,2010年1月14日
 
印度总理纳伦德拉·莫迪访问京都大学CiRA,与山中教授合影
 
山中伸弥和野依良治参加第50届全日本橄榄球锦标赛开幕仪式

1962年9月4日,山中伸弥出生于日本大阪府东大阪市。从大阪教育大学附属天王寺高中日语大阪教育大学附属天王寺高校毕业后[8],他陆续于1987年取得神户大学医学院医学士学位(M.D.)、1993年取得大阪市立大学医学博士学位。完成学业后,他在国立大阪医院日语国立病院機構大阪医療センター矫形外科担任医师,也在美国加州大学旧金山分校(UCSF)附属格拉德斯通心血管病研究所英语Gladstone Institutes进行博士后研究工作。

职业生涯编辑

1987年到1989年间,山中在国立大阪医院担任骨科医生。第一个手术是为他的朋友平田(Shuichi Hirata)去除良性肿瘤,若由熟练的外科医生执刀只须10分钟,但山中花了1小时才完成手术。一些前辈取山中(Yamanaka)的谐音称他为“邪魔中(Jamanaka)”,意即碍手碍脚[9]

1993年至1996年间,山中在格拉德斯通心血管病研究所英语Gladstone Institutes工作。1996年至1999年间,他回国担任日本学术振兴会日语日本学術振興会特别研究员(PD)并到大阪市立大学药理学教室担任助手。他发现自己大部分时间都在实验室照顾小白鼠,无法进行实际研究工作。长期的挫折使山中出现重性忧郁障碍的病征,也萌生放弃基础研究的想法[9][10][11]

山中的妻子建议他成为一名执业医生,但他转而向奈良先端科学技术大学院大学(奈良先端大;NAIST)申请职位。他极力主张“解析胚胎干细胞特征”研究的前景,积极的态度为他赢得了新工作。1999年至2003年间,山中在NAIST担任副教授,并与他的博士班学生高桥和利开始诱导性多功能干细胞(iPS细胞)研究[12]。2003年,他升为正教授,并在大阪大学教授岸本忠三的支持下获得了5年3亿日圆的政府经费,完成iPS细胞的奠基性研究[10][11]。在2004年至2010年期间,山中转任京都大学再生医科学研究所日语京都大学ウイルス・再生医科学研究所教授[13]。目前,山中是京都大学iPS细胞研究所日语京都大学iPS細胞研究所(CiRA)的所长和教授。

2006年,山中和他的团队从成年小白鼠的成纤维细胞中产生iPS细胞[1]。 iPS细胞与胚胎干细胞非常相似,部分的胚胎(受精后几天的胚胎)可在体外生长。他们显示iPS细胞具有多能性,即能够产生身体的所有细胞谱系。后来他和他的团队从成年人的成纤维细胞中产生了第一组iPS细胞[2]。在该领域,山中与以往研究的主要区别,在于他的团队使用多种转录因子,而不是每个实验转染一个转录因子。他们以早期胚胎中已知的24个转录因子开始尝试,最终发现4个关键的转录因子:现称山中因子(Yamanaka factors)的Sox2Oct4KLF4c-Myc[1]

赢得诺贝尔奖的iPS细胞研究编辑

诱导性多功能干细胞(iPS细胞)研究的突破,促使日本政府于2007年拨给5年70亿日圆的支援经费[14]。山中教授也因此于2012年获得诺贝尔生理学或医学奖,成为继利根川进之后第2位获得该奖的日本人、继田中耕一之后第2位后出生的日本人诺贝尔奖得主、第4位日本人诺贝尔奖沃尔夫奖双料得主[15]

背景:不同的细胞类型编辑

以下表格陈列各类细胞,以协助理解iPS细胞的特殊性。

细胞类型 特征
全能细胞(Totipotent cells) 可以产生所有的细胞类型(多能性),须透过细胞分裂。如:受精卵
多能细胞(Pluripotent cells) 可以发展成所有的细胞类型(羊膜囊和胎盘除外),早期胚胎主要由多能干细胞组成。
万能细胞(Multipotent cells) 可以发展成为一系列密切相关的细胞类型。如:血液多能细胞可以发育成各种血细胞,

背景:不同的干细胞技术编辑

类型 优点 缺点
体细胞复制胚胎干细胞 无免疫排斥。
理论上可进行患者特异性移植。
从无成功案例。
需要许多人类卵细胞。
伦理问题:可以克隆人类。
受精卵胚胎干细胞 多能性。

累积了很多研究,可通过细胞库减少免疫排斥。

须使用受精卵。
免疫排斥。
有致癌风险(不能用于临床试验)。
诱导性多功能干细胞(iPS细胞) 没有伦理问题。

多能性。

致癌风险、异常老化现象(已陆续克服)。
成体干细胞 累积了很多研究。
无免疫排斥。
安全(临床试验)。
不像胚胎干细胞一样具有潜力。

研究的历史背景编辑

20世纪初的普遍观点认为,成体细胞被永久锁定在分化状态,不能恢复到完全不成熟的多能干细胞状态。也就是说,学界认为细胞分化只能是一个单向过程。因此,非分化卵/早期胚胎细胞只能发育成特殊的细胞。然而,一些效力有限的干细胞(成体干细胞)仍保留在骨髓、肠子、皮肤之中,成为细胞替代的来源[16]

分化细胞类型具有特定蛋白质模式的事实表明,不可逆的表观遗传修饰或遗传改变,是单向细胞分化的原因。因此,细胞的分化潜力会被逐渐受限,最终丧失多能性[17]

1962年,约翰·格登首先证实来自已分化的青蛙肠子皮细胞的细胞核可以移植至去核的蝌蚪卵。格登使用体细胞核转移(SCNT)作为理解细胞重编程、细胞变化途径的方法。最终他得出结论,即分化的体细胞核具有恢复多能性的潜力。此一突破性的典范转移,表明分化的细胞核仍保留有成功恢复至未分化状态的能力,有可能重新启动发育(多能性)。

然而,完整的分化细胞是否可以完全重新编程、具有多能性?仍是一个重要的问题。

山中的研究编辑

山中伸弥证实,将一小组转录因子导入分化细胞足以将细胞恢复至多能状态。山中相当关注胚胎干细胞(ES细胞)中保持多能性的重要因素。当他知道转录因子参与维持多能状态后,他选择了一套24个ES细胞转录因子作为恢复体细胞多能性的候选因子。

首先,他将这些转录因子编码的所有24个基因导入皮肤成纤维细胞,但几乎没能产生与ES细胞类似的效果。其次,他透过非常简单而敏感的测定系统,筛选出更少量的转录因子,做进一步实验以鉴定关键因素。最后,他确定了4个关键转录因子(Sox2Oct4Klf4c-Myc)足以将小白鼠胚胎成纤维细胞或成体成纤维细胞转化为多能性干细胞。

这些多能性细胞称为iPS(诱导多能干细胞),iPS细胞可透过将b-geo基因插入Fbx15基因座来选择。Fbx15启动子在多能干细胞中是有活性的,其诱导b-geo表达,又能产生G418抗性。这种现象有助于识别iPS细胞。

2007年,山中团队又发现了具有种系传递(germ line transmission)的iPS细胞(透过Oct4或Nanog基因选择实现)。同年,他们又首先生产了人类iPS细胞。

这是一个根本性的大发现。这是历史上第一次完整分化的体细胞被重编成多能性细胞,开辟了一个全新的研究领域。

主要荣誉编辑

社会活动编辑

2014年12月31日,山中教授担任日本国民节目“第65回NHK红白歌合战”的审查员。其与娱乐界素无瓜葛,可谓特例。

2015年3月1日,诺贝尔奖得主座谈(Nobel Week Dialogue)首次移师海外,在日本东京举行。在7名与会的诺贝尔奖得主当中包括2名日本人--山中教授与名古屋大学天野浩教授(2014年物理学奖)[21]。此外,岛津制作所的田中耕一(2002年化学奖)出席了最后一轮座谈[22]

山中教授是2019年日本新元号恳谈会的参与成员之一。[23]

轶事编辑

山中在大学时代投入柔道(二段黑带)与橄榄球运动,并维持跑马拉松的习惯超过20年。他在2011年的首届大阪马拉松大赛中以4:29:53的成绩跑完全程,他还参加了2012年京都马拉松大赛,为iPS细胞研究筹集资金,以4:03:19跑完全程。此外,他也参加了2012年11月25日的第二届大阪马拉松大赛[24]

接到诺贝尔奖通知电话时,山中正在家中修缮洗衣机。野田佳彦内阁闻讯,决定提供16万日元的洗衣机购买费做为贺礼[25]

参见编辑

参考资料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors. Cell. 2006-08-25, 126 (4): 663–676. doi:10.1016/j.cell.2006.07.024. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Kazutoshi Takahashi, Koji Tanabe, Mari Ohnuki, Megumi Narita, Tomoko Ichisaka, Kiichiro Tomoda and Shinya Yamanaka. Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell: 861–872. [2012-10-08]. doi:10.1016/j.cell.2007.11.019. (原始内容存档于2012-10-09). 
  3. ^ 3.0 3.1 Keisuke Okita, Tomoko Ichisaka, Shinya Yamanaka. Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells. Nature. 2007-07-19, 448: 313–317 [2012-10-08]. doi:10.1038/nature05934. (原始内容存档于2013-06-03). 
  4. ^ Hideki Uosaki, Hiroyuki Fukushima, Ayako Takeuchi, Satoshi Matsuoka, Norio Nakatsuji, Shinya Yamanaka, Jun K. Yamashita. Efficient and Scalable Purification of Cardiomyocytes from Human Embryonic and Induced Pluripotent Stem Cells by VCAM1 Surface Expression. PLOS ONE. 2011-08-18, 6 (8): e23657 [2018-04-02]. ISSN 1932-6203. doi:10.1371/journal.pone.0023657. (原始内容存档于2017-07-21) (英语). 
  5. ^ 5.0 5.1 Nair, P. Profile of Shinya Yamanaka. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012, 109 (24): 9223–9225. PMC 3386100. PMID 22619323. doi:10.1073/pnas.1121498109. 
  6. ^ AFPBB News. ノーベル医学生理学賞、iPS細胞の京大・山中氏らに. フランス通信社. 2012-10-08 [2012-10-30]. (原始内容存档于2012-10-13). 
  7. ^ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012. NobelPrize.org. 2012-10-08 [2012-10-08]. (原始内容存档于2012-10-15) (英语). 
  8. ^ 存档副本. [2017-10-17]. (原始内容存档于2020-04-10). 
  9. ^ 9.0 9.1 Asahi Shimbun After failure as a surgeon, Yamanaka rises to stem cell glory October 9, 2012 互联网档案馆存档,存档日期2012年10月12日,.
  10. ^ 10.0 10.1 “大発见”の思考法(文春新书)
  11. ^ 11.0 11.1 山中氏ノーベル賞:「難病治したい」繰り返した挫折、再起. 毎日新闻. 2012-10-08 [2012-10-08]. (原始内容存档于2012-10-10). 
  12. ^ “奈良先端大での研究が原点、母校の小学校も夸り”2012年10月9日12时04分 読売新闻
  13. ^ Shinya Yamanaka MD., PhD. Kyoto University. (原始内容存档于2008-02-10). 
  14. ^ 「万能細胞」国が支援、再生医療実用化へ5年で70億円. 読売新闻. [2007年11月23日]. (原始内容存档于2008年2月9日). 
  15. ^ 存档副本 (PDF). [2014-12-12]. (原始内容存档 (PDF)于2013-09-22). 
  16. ^ "The 2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine - Advanced Information". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2013. Web. 29 Nov 2013. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2012/advanced.html页面存档备份,存于互联网档案馆)>
  17. ^ "The 2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine - Popular Information". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2013. Web. 28 Nov 2013. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2012/popular.html页面存档备份,存于互联网档案馆)>
  18. ^ Shinya Yamanaka Winner of Wolf Prize in Medicine - 2011. Wolf Foundation. [2012-10-08]. (原始内容存档于2013-10-20). 
  19. ^ RINUNCE E NOMINE, 09.11.2013 (新闻稿). Sala Stampa della Santa Sede. 2013-11-09 [2019-07-15]. (原始内容存档于2019-07-15) (意大利语). 
  20. ^ UCSF Online Alumni Community - UCSF 150th Anniversary Alumni Excellence Awards main. [2017-10-17]. (原始内容存档于2017-07-29). 
  21. ^ “诺贝尔奖获奖者座谈 东京2015” - 客观日本. [2015-03-23]. (原始内容存档于2015-04-02). 
  22. ^ ノーベル受賞者7人、 「生命科学が拓く未来」を予想|医療維新 - m3.comの医療コラム. [2015-09-17]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  23. ^ 「元号に関する懇談会」メンバーを発表. [2019-04-01]. (原始内容存档于2019-04-01). 
  24. ^ Daily Yomiuri Yamanaka avid lifelong athlete / Nobel laureate gave same dedication to sports as he has to science October 10, 2012页面存档备份,存于互联网档案馆
  25. ^ 日本経済新闻 “山中教授に洗濯机购入费を赠呈 阁僚有志”2012/10/19 19:55 [1]页面存档备份,存于互联网档案馆

外部链接编辑