諾貝爾獎生理學與醫(yī)學獎（以下簡稱醫(yī)學獎）于10月8日17:30揭曉，今年的醫(yī)學獎授予John B. Gurdon與山中伸彌，以獎勵他們發(fā)現(xiàn)成熟分化細胞可轉(zhuǎn)化為多能干細胞。

獲獎理由：他們發(fā)現(xiàn)已成熟分化的細胞可以轉(zhuǎn)化為多能干細胞。這項發(fā)現(xiàn)改變了我們對于機體細胞和器官生長發(fā)育的傳統(tǒng)看法，因而具有革命性意義。

John B. Gurdon在1962年發(fā)現(xiàn)細胞分化是個可逆轉(zhuǎn)的過程。在一個經(jīng)典試驗中，John B. Gurdon將青蛙的已分化腸道細胞細胞核植入青蛙卵細胞中，結(jié)果這個被重新組裝的卵細胞發(fā)育為正常的蝌蚪。這表明，已分化細胞的DNA仍具備發(fā)育為正常青蛙所有組織細胞類型的全部信息。

山中伸彌在老鼠試驗中也發(fā)現(xiàn)了已分化細胞被轉(zhuǎn)化為未分化細胞的現(xiàn)象，但此時是2006年，距離John B. Gurdon發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象已有40年之久。山中伸彌還發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象，如果向已分化細胞內(nèi)植入一些基因，這些分化細胞可轉(zhuǎn)化為多能干細胞，比如，可以分化為所有體細胞類型的未成熟細胞。

這些開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)*顛覆了我們關于細胞生長分化的傳統(tǒng)觀念。我們開始轉(zhuǎn)變觀念，并且知道，成熟細胞并非永遠局限在他們已經(jīng)分化的狀態(tài)。教科書上的相關知識已經(jīng)被重新修正，新的研究領域也因此被開辟出來。研究人員通過將相似的原理應用在人類細胞上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了疾病研究和診療的新方法。

生命：一段分化程度逐漸升高的旅程

我們都是由受精卵發(fā)育而來。在受精卵發(fā)育的初期，胚胎組織是由未分化細胞組成，這些未分化細胞具備分化為成人全部組織細胞類型的潛能，此類細胞被稱為多能干細胞。隨著胚胎不斷發(fā)育，這些多能干細胞逐漸分化為神經(jīng)細胞、肌細胞、肝細胞或者其他類型體細胞---這些細胞將在成人體內(nèi)執(zhí)行特定功能。此前，人們一直認為，細胞由未分化狀態(tài)發(fā)育為分化狀態(tài)是單向的，即已經(jīng)分化成熟的細胞不可能再返回至未分化狀態(tài)。

“返老還童”的青蛙細胞

John B. Gurdon zui先挑戰(zhàn)了這個深入人心的醫(yī)學教條（認為細胞生長發(fā)育是單向過程）。他證明了已分化細胞仍然具有分化為機體所有體細胞類型的遺傳信息。1962年，John B. Gurdon將青蛙的已分化細胞核植入青蛙的卵細胞中，結(jié)果這個卵細胞生長發(fā)育為一個功能健全的蝌蚪，而且這些卵細胞還成為了John B. Gurdon的試驗中成年青蛙的后續(xù)來源。這一結(jié)果表明，成熟細胞的細胞核并未喪失驅(qū)動細胞發(fā)育為正常機體的潛能。

Gurdon這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)zui初卻受到很多質(zhì)疑，不過其他科學家后面陸續(xù)證實這一發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)開始獲得認可。這一發(fā)現(xiàn)使帶來了相關領域的更多研究，并促進了醫(yī)學科技的進一步發(fā)展，zui終使哺乳動物的細胞克隆成為可能。Gurdon的研究告訴我們，成熟分化的細胞可以轉(zhuǎn)化為未成熟的多能干細胞，但是實現(xiàn)這一過程需要移液器將一個細胞的細胞核轉(zhuǎn)移至另一細胞中。那么，如果不進行此類操作，一個原封不動的細胞能不能轉(zhuǎn)化為多能干細胞呢?

從成熟細胞回到干細胞

在Gurdon得到他的發(fā)現(xiàn)40多年之后，山中伸彌回答了這一問題。山中伸彌專注于胚胎干細胞研究，例如從胚胎中分離在實驗室中獲取多功能干細胞。這類干細胞的研究zui初是從小鼠中開始（Martin Evans 藉此獲得2007年諾貝爾獎），山中伸彌試圖做的是找到那些能使細胞維持在非成熟狀態(tài)的基因。在發(fā)現(xiàn)了多個基因之后，他要尋找的就是其中能讓成熟細胞重返多功能干細胞的那把鑰匙。

據(jù)山中伸彌及他的同事介紹，各基因以不同的組合方式注入到成熟的纖維母細胞中，然后在顯微鏡下觀察結(jié)果。zui終，他們找到了這一種組合。事實上非常簡單，只要引入四種基因，就能讓成熟的纖維母細胞重新編程為多能干細胞。

誘導所得的多能干細胞（iPS細胞）zui后仍然可分化成成熟的細胞類型，如成纖維細胞、神經(jīng)細胞和腸細胞。2006年這項研究發(fā)表，即刻引起關注，是醫(yī)學界的重大突破。

從科學突破到臨床實踐

Gurdon和山中伸彌的發(fā)現(xiàn)表明，已分化細胞在某些情況下是可以逆轉(zhuǎn)分化路徑的。雖然在此過程中的基因組經(jīng)過修改，但這些修改并非是不可逆的。由此，我們對細胞和有機體的發(fā)育有了新的觀點。

近年來的研究顯示，iPS細胞能分化成機體所有類型的細胞。這為世界各地的科學家提供了研究新的工具，由此各醫(yī)學領域也取得了顯著進展。iPS細胞甚至還能用于制備人類細胞。例如，通過重編程各類疾病患者的皮膚細胞，加以實驗室研究，以尋找它們與健康人的不同之處。這對了解疾病的機制、提供新的醫(yī)療手段和開展藥物治療，都價值。

John B. Gurdon爵士1933年出生于英國Dippenhall，1960年獲得牛津大學博士學位，曾在加州理工學院做博士后研究。爾后擔任英國劍橋大學教授，1972年成為麥格達倫學院細胞生物學教授和院長。 Gurdon目前在劍橋大學的Gurdon研究所進行研究。

山中伸彌1962年出生于日本大阪，1987年獲得神戶大學醫(yī)學學士學位，在從事基礎研究前是一名整形外科醫(yī)生。1993獲得大阪大學博士學位，畢業(yè)后曾在舊金山格拉德斯通研究所和奈良科學技術(shù)研究所任職。目前是京都大學教授，同時任職于格拉德斯通研究所。