斯德哥尔摩时间10月8日上午11点半(北京时间下午5点半),备受瞩目的2012年诺贝尔奖终于公布了它的第一个奖项——诺贝尔生理学或医学奖——得主,他们是日本京都大学教授山中伸弥和英国生物学家约翰·伯特兰·格登。
■获奖
■人物
这不是恶作剧吧?
北京时间10月8日17时30分,诺贝尔委员会在瑞典首都斯德哥尔摩宣布本年度诺贝尔生理学/医学奖桂冠摘得者,日本的山中伸弥和英国的约翰·伯特兰·格登一同荣膺此奖。
委员会说,这两位科学家因“发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞(即诱导多功能干细胞)”而获奖,他们的研究已经“彻底改变了科学,改变了人类对细胞和生物体发展的认识”。
据诺贝尔奖官方网站报道,宣布这一消息时,爱干净的山中伸弥正在办公室打扫卫生,当秘书告诉山中有个来自瑞典的电话那刻,他只觉“受宠若惊,相当惊讶”。 在接受采访时,山中说:“我毕生的目标,是将这个干细胞技术应用到病床、病人身上以及诊所中……”
而现年79岁的格登当时正在实验室,接到电话那一刻的第一反应是:这很不真实,“会不会是恶作剧?” 直到对方说他是诺贝尔基金会的秘书,格登才意识到这是真的。格登说,他第一次发表“细胞可逆转”的论文距今已有50年,“我觉得很幸运,在时隔这么久以后,这个课题仍有机会获此殊荣”。
■人物
格登是谁?
两位科学家取得的成果都与诱导多功能干细胞相关。
格登的发型很有范儿,自然卷的眉毛也令人想起电影上的“神人”,实际上,他的研究发现确实够“神”。
距今50年,即1962年,格登在英国《胚胎学与实验形态学杂志》发表论文,报告一项发现:细胞的特化机能可以逆转。
在诺奖评审委员会称之为“经典”的一项实验中,格登以青蛙的卵细胞为实验对象,取出卵细胞内一个不成熟的细胞核,以一个成熟的特化肠细胞所含细胞核取代,而改性后的卵细胞最终得以发育成为一个正常蝌蚪。
格登因此认定,经过改性,细胞成熟后所含脱氧核糖核酸(DNA)遗传物质依然包含发育成为青蛙所有细胞所需要的全部信息。这一认定挑战生物学界先前所持有的“信条”,即对应于特定生物机能的特化细胞发育过程不可逆。格登的发现也为后来大名鼎鼎的“克隆羊”多利的问世奠定了理论和实践基础,被业界誉为动物细胞全能型研究的先驱。
也就在当年,远在日本大阪的山中伸弥呱呱坠地。
山中伸弥是谁?
1987年,山中伸弥在神户大学获得医学博士学位,曾干过外科整形医生。1993年,他在大阪大学获得生物学博士学位。25岁时,山中去了美国格拉德斯通心血管疾病研究所做博士后,从事小鼠癌症相关基因的重编码研究。正是在研究界的“天堂”美国,他开始接触到胚胎干细胞领域,与很多顶尖科学家交流,并受到1997年“克隆羊”多利的启发,转而专注于干细胞研究。
2006年,山中伸弥及其同事在《细胞》杂志发表论文,报告一种与格登不同的生物体“介入”方式,那就是,借助基因实现对细胞的“再编程”过程。
格登的方式,需要以物理方式介入作为实验对象的细胞,从中取出细胞核,再“植入”细胞核。相比之下,山中的方式只需要“诱导”几个基因,就可以把成熟细胞转变为多能干细胞。
这一发现一鸣惊人,自此山中成了每届诺贝尔生理学或医学奖的热门候选人,今年终于如愿以偿。
格登取出了青蛙卵细胞中的细胞核(1),用蝌蚪中已经分化的细胞核(2)取而代之,处理过的卵发育成了一只正常的蝌蚪(3)。后续的核移植试验造就了克隆动物(4)。
山中伸弥研究了干细胞发挥功能的重要基因,当他把四个特定的基因(1)转移到小鼠皮肤细胞里时(2),这些细胞被重新编程为多功能干细胞(3),可以再发育为成年小鼠的所有细胞类型。他将这些细胞命名为诱导多能干细胞(iPS)。
细胞的时间被“倒拨”
■理由
现在我们已经能够从人体得到iPS细胞,包括患疾病的人。从这些iPS细胞可以得到成熟的神经、心脏、肝脏等细胞,这一技术能使科学家采用全新的方法研究疾病。
要说到山中和格登的获奖理由,我们需要先回溯到干细胞这一话题。
干细胞是一种具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。由于它具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,被医学界称为“万用细胞”,为器官移植提供了广泛前景。
干细胞出现在胚胎细胞发育期,因此最初科学家研究的方向自然是胚胎干细胞。然而,这一方向始终充满争议:细胞来源涉及伦理问题。由于人们只能通过在未完全分化的胚胎中提取干细胞,而胚胎干细胞被提走后,它的生长也就终止了——利用一个正在形成的生命去拯救病人是否合理,这是对人类伦理的一大拷问;此外,作为胚胎干细胞“原材料”之一的卵子来源始终是困扰科学研究者的一大问题。一般用于研究的人类卵子主要为体外受精的女性所剩余的,要想使用必须经过捐献者的同意,这造成卵子数量严重不足。而在现阶段,培育一个胚胎干细胞需要几百个卵子,相当困难。
山中伸弥另辟蹊径。他通过基因重组,将人类的普通细胞制作成iPS细胞(诱导多能干细胞),使之具备胚胎干细胞的表达,然后再由此培育出所需的各个器官。从某种意义上,这相当于“倒拨”了细胞的时钟,让它回复到初始状态。就这点来说,已经够神奇了。
而更大的意义在于,人们有理由期待:未来人类可以从皮肤上取一点细胞,然后“还原”到干细胞,使之具有演化成任何一个新细胞的可能,也就是说,一个皮肤表层细胞就有可能发育成心脏细胞。
不过,山中的研究何时能应用到临床上现在还不能确定,诺贝尔委员会称,未来可能还需要很长一段时间才能实现这一临床运用。对此,格登乐观地说:“我个人相信,未来人类能够完全掌握细胞是如何工作的。只要有足够的时间,细胞是可以逆转的,能否实现,取决于技术。虽然我们可能在现在不能马上看到这项研究对人类生活的实际好处,但我们首先要明白它的原理,然后才能应用。许多发现都是如此,很多年后才能真正被运用到医疗健康领域造福人类。”
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数字上的生理学或医学奖
诺贝尔生理学或医学奖自1901年创立,并由瑞典卡罗琳医学院诺贝尔大会评定,迄今为止共颁出102次,共有201人获此殊荣,但没有一个人能二度“折桂”。其中,英国和日本的科学家是该奖项最激烈的竞争者,共有16个获得者是日本籍科学家、78个来自英国。
据诺贝尔网站资料显示,该奖获得者的平均年龄为57岁,而获奖者中最年轻的,是1923年的得主弗雷德里克·班亭,当时他才32岁,迄今最年长的得主是佩顿劳斯,他在1966年以87岁高龄荣膺该奖。
历史上,该奖项共有9届出现“空悬”。此外,共有38届生理学或医学奖由当年的得主独享,共有31届生理学或医学奖的得主是两位科学家,共有33届生理学或医学奖由三位科学家分享。诺奖基金会章程是这样写的:“若两项研究工作都非常优秀,那么它们的研究者可以分享当年奖项。如果有2到3人共同参与了一项成果卓著的研究工作,那么作为回报,他们也可分享奖项。但无论在何种情形下,获奖者都不能多于三人。”
在生理学或医学奖获得者中,也有不少“一家亲”。例如,格蒂·科里和卡尔·科里这对夫妻,在1947年分享了该奖项。诺贝尔生理学或医学奖得主尼可拉斯·丁伯根和经济学奖得主简·丁伯根,则是一对兄弟。
奖金缩水
受金融危机及欧债危机影响,今年的诺贝尔奖金被压缩至原先的80%,只有800万瑞典克朗(约合114万美元)。因此,格登和山中两人可平分到400万瑞典克朗,他们将于12月10日(诺贝尔逝世纪念日)前往斯德哥尔摩音乐厅参加颁奖仪式。
此外,诺贝尔奖官网公布了本年度其他所有奖项的颁奖时间(均为北京时间),分别为:
物理学奖 9日17时45分
化学奖 10日17时45分
文学奖 11日19时
和平奖 12日17时
经济学奖 15<