圖:山中伸彌與約翰·戈登
10月8日,英國和日本科學(xué)家共同分享了2012年度諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎。
79歲的約翰·戈登爵士,50歲的山中伸彌,相差40多年時(shí)間,他們的工作共同 “發(fā)現成熟細胞能夠通過(guò)再編程而具有多能性”。
諾貝爾獎委員會(huì )認為,他們精彩的成果完全顛覆了人們對發(fā)育的傳統觀(guān)念,關(guān)于細胞命運調控和發(fā)育的教科書(shū)內容已經(jīng)被重新改寫(xiě)。
逆轉細胞發(fā)育的程序
《中國科學(xué)報》記者第一時(shí)間撥通了中科院動(dòng)物所研究員周琪的電話(huà),他已獲知兩位科學(xué)家獲獎,并對諾貝爾獎委員會(huì )的評價(jià)表示高度贊同。
中國科學(xué)院生物物理研究所研究員王江云認為,獲獎的研究工作破除了以往認為胚胎發(fā)育及細胞分化不可逆的概念,完成了在體細胞中轉入基因并將其轉化為干細胞的重大突破,為實(shí)現干細胞治療及體外器官培養鋪平了道路。
“細胞命運是否可以改變,是一個(gè)很古老的命題。”周琪說(shuō)。
早在戈登研究前很多年,科學(xué)家就已經(jīng)證明了植物細胞的全能性;1938年,德國科學(xué)家Spemann提出了細胞核移植的概念和設想;后來(lái),戈登分別發(fā)表于1962年和1966年的工作創(chuàng )造性地回答了Spemann的問(wèn)題,證明細胞可以通過(guò)細胞核移植改變命運,生命可以重新啟動(dòng);而哺乳動(dòng)物體細胞核移植的首次成功,則是大家熟悉的1997年發(fā)表的克隆羊“多利”的工作。
相對于細胞核移植的煩瑣和復雜,周琪認為,2006 年山中伸彌僅用4個(gè)基因就讓細胞變成多能干細胞的工作,顯得更為神奇。
隨之,小鼠、人等不同物種iPS細胞(誘導多能干細胞)的成功已經(jīng)反復證明了細胞命運是可以通過(guò)基因調節轉換的。
“今后,也許能實(shí)現人體的器官像汽車(chē)零件一樣可以更換。”王江云對《中國科學(xué)報》記者說(shuō)。周琪也相信,細胞核移植和iPS兩項成果的獲獎,將會(huì )進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域新的診斷和治療方法的產(chǎn)生。
不過(guò),“干細胞離治療還有距離。山中發(fā)明的方法雖有所突破,但迄今尚未證明是否最后能用于人體治療。”北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(cháng)饒毅在接受《中國科學(xué)報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
周琪也強調,將細胞核移植和iPS等技術(shù)應用于人類(lèi)為時(shí)尚早。
“干細胞研究還處于實(shí)驗室研究階段,這一領(lǐng)域面臨的挑戰和問(wèn)題依然很多。”王江云舉例說(shuō),如誘導生成干細胞的效率需要進(jìn)一步提高,干細胞的質(zhì)量控制需要有更好的標準等。
“這些問(wèn)題需要各國科學(xué)家的共同努力和合作來(lái)解決。”周琪說(shuō)。
中國邁開(kāi)趕超步伐
2009年,周琪首次利用iPS細胞,通過(guò)四倍體囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠,從而在世界上第一次證明了iPS細胞的全能性。
“中國不論在細胞核移植領(lǐng)域還是iPS領(lǐng)域均已經(jīng)具備了較強的實(shí)力,并且已經(jīng)取得了一些成就。”作為國際干細胞組織(ISCF)中國代表,周琪肯定了中國科學(xué)家在iPS細胞領(lǐng)域的工作。
而王江云認為,我國干細胞的研究水平在世界上相對處于較高水平。他特別提到,在中國科學(xué)院戰略性先導專(zhuān)項“干細胞與再生醫學(xué)”的支持下,干細胞研究呈現出良好勢頭。
2011年,中國在iPS領(lǐng)域發(fā)表的論文數量?jì)H遜于美國和日本,居于世界第三位;但在干細胞領(lǐng)域發(fā)表論文的總數量已經(jīng)超過(guò)日本躍居世界第二。
“論文數量可以反應我們的進(jìn)步,但差距仍是巨大的。”周琪認為,尤為突出的問(wèn)題是原始創(chuàng )新能力不足,開(kāi)展開(kāi)拓性工作的信心不夠。繼續重視基礎研究,強調原創(chuàng )性工作,仍是需要長(cháng)期堅持的方針。
三人未能同行
記者發(fā)現,這兩位獲獎?wù)呶涣叙堃闼鶎?xiě)“值得獲諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎的工作及科學(xué)家”名單之中。
2002年,饒毅的名單中就有戈登和“多利羊之父”英國羅斯林研究所教授Ian Wilmut,2010年他又在這項工作中加入了山中伸彌的名字。
但最終獲獎?wù)邊s少了Wilmut。“非常遺憾,Wilmut并沒(méi)能共享這一獎項。”周琪這樣對記者說(shuō)。
不過(guò),饒毅對戈登本人的印象良好。他在美國做博士后期間的指導老師,就是戈登的學(xué)生。
“他是典型的,但現在越來(lái)越少的紳士科學(xué)家。”饒毅說(shuō),他做科學(xué)做得很優(yōu)雅。很長(cháng)時(shí)間以來(lái),戈登的工作都被發(fā)育生物學(xué)界所推崇。
在饒毅印象中,日本獲得的諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎寥寥無(wú)幾,盡管日本曾在生命科學(xué)領(lǐng)域作出過(guò)多個(gè)重要發(fā)現。實(shí)際上,在獲得諾獎的19位日本人中,除了山中伸彌,只有利根川進(jìn)在25年前因“發(fā)現抗體多樣性的遺傳學(xué)原理”而獲生理學(xué)或醫學(xué)獎。
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