
冒险的基因
山中伸弥在不使用真正胚胎的情况下培育出人类胚胎干细胞
■马丁·法克勒尔(Martin Fackler) 文
我们总与灵感不期而遇。山中伸弥博士(Shinya Yamanaka)就是在朋友的不孕症诊所里透过显微镜找到了灵感。
事情源于大约8年前的那次拜访,当时山中伸弥还是一个研究胚胎干细胞的药理学助理教授。在诊所里,朋友邀请他去观测显微镜下的人类胚胎。就是这一瞥,一下子改变了他的科研生涯。
山中伸弥现年45岁,是京都大学综合细胞材料科学学院教授。 “我看着这个胚胎,突然意识到我的女儿们曾经同它何其相似。” 这位有了两个孩子的父亲回忆道,“我想,我们不能为了研究继续破坏胚胎,一定能找到其它方法。”
突破性进展
山中伸弥博士最终还是找到了新的选择。2007年11月,由他领导的研究团队宣布,他们在不使用真正胚胎的情况下成功地将人类皮肤细胞转变成为人类胚胎干细胞。这也使得他们成为独立完成此项科研的两支研究团队之一。另一支团队由威斯康星州立大学的詹姆士·A·汤姆森(James A. Thomson)领导,他是首次实施人类胚胎干细胞分离的科学家之一。
此前,山中伸弥博士率先用小鼠验证了这一技术。其后,其他科学家也开始在人体细胞上进行这方面的实验。山中伸弥的小鼠实验发现被赞为一项突破,因为它为解除一直延缓干细胞研究的道德窘境提供了新的可能。干细胞,一种短暂出现在新发育的胚胎中的全能细胞,为研究不治之症和寻找新的治疗方法提供了重要保证,例如为病人培育替代组织。但是,它们的使用也招致强烈的反对,因为目前这种细胞仅能通过破坏人类胚胎获得。
山中伸弥博士率先主张重组成体细胞(adult cells)使之转变成具有干细胞功能的细胞,并通过小鼠实验进行验证,为此他受到广泛赞誉。他的想法的关键点在于将主调控基因(master regulators)加入到皮肤细胞的染色体中。这些基因可以通过不时地改变其他基因而改变细胞的行为。
这一发现在美国受到欢迎,尽管联邦政府已经拒绝进一步资助干细胞研究。同时,这一发现在他的祖国日本也迎来一片喝彩,当然,其中还另有一层深意:该发现可以成为这个国家进入科学研究中心的标志。最近几十年里,日本一直试图改变多年以来的重技术轻基础科学的陈旧面貌。
美式风格的日本学者
对于山中伸弥博士来说,独辟蹊径是一件再自然不过的事情,他在大学里就因为富有创造性的古怪行为而出名。他又高又瘦,长着一张娃娃脸,喜欢穿休闲装,看上去就像一个研究生。他讲话非常幽默,是日本学术界并不多见的具有美式风格的学者。学生们还提到他热爱运动,经常看到他围着校园的池塘跑圈或者沿河慢跑。
山中伸弥博士承认自己是个工作狂,一般每天工作12到16个小时。全校人都知道他为了能持续工作从来不跟同事一起吃午餐,而是自己单独吃。
自从他宣布了自己的发现之后,潮水般的国内新闻媒体涌入他在京都大学的办公室和两间拥挤的实验室。在一次采访中,他表现得有些不耐烦,说自己招架不了这样的关注,因为这让他无法安心进行研究。
当被问及成功的根源时,山中伸弥博士回答说是自己敢于冒险。按照日本的标准,他的事业实际上是一种异端科学。许多科学家将毕生的精力投入到严格的学术研究中,他却从医学院开始了自己的职业生涯,在那里他受训成为一名整形外科医生。
他说自己对整形外科的兴趣来自于他在西部城市大阪的成长经历,那时他经常因为在打橄榄球和柔道比赛时出现骨折来找医生就诊。但是他最后还是选择了做研究。
“我喜欢进行研究工作所拥有的自由。”他说,“再说,即使我在科学研究上失败了,我知道我仍然能够生存下来,因为我有医学博士学位。这是我的‘保险单’。”
加速研究
山中伸弥博士的最大成就不仅在于他首先使用了重组的方法,而且还在于他使用这一方法创造干细胞的速度,先是试验小鼠,随即试验人体。这一研究面临的第一个挑战是确定哪些基因可以重组细胞。共有好几百种候选基因,可能实现的组合几乎是无限的。
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