山中伸弥-特殊干细胞

山中伸弥(Shinya Yamanaka),他因发现只要四个分子就能将任何类型的成年细胞转化为干细胞而获得诺贝尔奖
9月11日

采访

山中伸弥,CiRA日本京都

Kat -同样在研讨会上,我们听到了另一位生物学先驱——山中信弥(Shinya Yamanaka)的发言。山中信弥因发现只需四个分子就可以将任何类型的成年细胞转化为所谓的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells)而获得诺贝尔奖,这种细胞具有成为任何类型组织的能力。正如他向我解释的那样,他的研究直接受到了多莉的启发。

信也-很久以前我是一名医生。我无法帮助许多患有顽固性疾病的病人,包括我自己的父亲。这就是为什么我把我的职业从医生变成了科学家。因为我认为,我相信这是基础医学,在未来可以帮助那些患有顽固性疾病的患者。当我开始我的科学生涯时,我没有想到我会研究干细胞。但是由于我的许多意想不到的实验结果,我对干细胞产生了兴趣,我现在就在这里。

凯特:我想我们是在为多莉的20岁生日聚会上,多莉是一只羊,它是通过取出一个成年细胞,把它放入卵细胞中创造出来的,然后你就可以创造一只羊了。这告诉了我们关于细胞的什么我们以前不了解的东西?

所以多莉真的让我们惊讶于我们的细胞是多么的灵活。以前,我们认为细胞分化是不可逆的。

凯特:只有一种方法——从蛋变成动物,就这样。

信也:没错。但由于多莉的成功,我们了解到事实并非如此。微分是可逆的。它们可以回到胚胎状态。受多莉的启发,我开始了一个项目,我试图制造类似胚胎干细胞的干细胞。不是来自人类胚胎,而是来自成人体细胞。

凯特-那你是怎么开始的?你把这些成年细胞放在培养皿里,你看着它们说,“好吧,我对你做了什么?”

Shinya -在之前的另一项研究中,一位科学家仅通过一种因素就将皮肤成纤维细胞转化为肌肉细胞。这个因素是我的od。它是一个转录因子。Weintraub博士仅仅通过将myoD这种因子注入成纤维细胞,就能将成纤维细胞转化为肌肉细胞。所以,这对我来说是另一个重要的教训。我们可以通过转录因子来改变细胞命运。从多莉身上,我们也了解到,我们应该能够重新编程细胞,使其回到胚胎状态。所以,正是之前两项伟大研究的结合促使我发起了这个项目。

Kat -因为转录因子,这些分子基本上是激活某些基因的。它们位于DNA上,激活基因。所以你有了这部分的谜题,然后你有了多莉的谜题这部分告诉我们你可以从一个到另一个。然后你只需要找到因数。你是如何发现这四个因子的,你的山中因子可以把成年细胞变回干细胞的?

Shinya -所以,我认为那些可以重新编程细胞回到胚胎状态的因素-胚胎干细胞。它们应该在胚胎干细胞中发挥重要作用。所以在这个项目的前四五年里,我花了大部分时间尽可能多地识别在小鼠胚胎干细胞中起重要作用的因素。所以我们就把当时的多种因素结合起来进行测试,幸运的是,我们能够确定这四个因素。所以,这是我们努力和运气的结合。

凯特:当你第一次看到那道菜的时候,你是什么感觉,你说:“这成功了!”

Shinya -事实上,我们认为这一定是某种错误,某种污染或某种错误。所以,我们重复了很多次同样的实验,它总是有效的。所以我们确信这一定是真的。科学是很难的。在很多情况下,我们发现自己做错了什么。所以,在这个特别的时刻,我们不能只是开心。我们非常小心。

凯特-肯定有什么不好的地方。

Shinya -所以实际上我们没有敬酒。

凯特-你拿诺贝尔奖的时候是不是也举杯庆祝了一下?

信也:不,还没有。当我们能够帮助病人的时候,我们就能喝到好酒。

Kat:你提到了帮助病人,因为现在,我们可以提取成人细胞,比如说,从你或我身上提取皮肤细胞,你可以用这些因素来治疗它,你可以把它变成干细胞。然后你能用它们做什么?你能从这些iPS细胞中制造出什么样的细胞呢?

Shinya -所以至少在理论上,我们可以制造出存在于我们体内的任何类型的细胞,比如脑细胞,心脏细胞,肝细胞。所以潜力是巨大的。当然,目前从iPS或ES细胞中制造完全成熟的心脏细胞或肝脏细胞仍然非常困难,但许多科学家一直在努力。我真的希望在不久的将来,我们能做到。

我看到一些东西,比如用3D打印组织和细胞。有一天你也可以用iPS细胞来做这种事情。

信也:这也是可能的。因此,我们可以使用心脏细胞,肌肉细胞,其他类型的细胞作为3D打印机的墨水。目前,这还像是科幻小说,但10年或20年后,谁知道呢?这也许是可能的。

Kat:另一件看起来像科幻小说的事情是,我们可以在老鼠身上提取iPS细胞,制造生殖细胞。我们可以制造卵子和精子。再问一次,这是将来可能发生的事情吗,你的妈妈和爸爸可能是皮肤细胞?

Shinya -这是可能的,但是,我们不仅需要与科学家之间讨论,还需要与公众以及患有不孕症的夫妇讨论,我们可以做多少研究。因此,我们的目标是帮助病人,但仅靠科学家无法决定我们能做多少。这是一个非常naïve的问题。

凯特-我上了大学,第一年就宣布了多利羊的消息,所以我作为一名科学家的整个成年生活都是一段不可思议的时光。在这样一个令人难以置信和激动人心的领域的前沿工作是什么感觉?

信也:嗯,这就是我们做科学的原因之一。科学充满了惊奇。它是不可预测的。很多时候,这是非常困难的。科学家们几乎每天都过得很艰难,但有时也会给我们带来美好的时刻。这就是为什么我们不能停止科学研究。这就是科学之美。

诺贝尔奖得主山中伸弥,来自京都知识产权研究与应用中心。

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