科学研究 - 【日本人与诺贝尔奖】山中伸弥：坚持不懈终开发出iPS细胞

人造ES细胞——iPS细胞

山中伸弥2012年因“发现成熟细胞可被重写成多功能细胞”而与英国科学家约翰·格登共同获得诺贝尔生理学或医学奖。像他那样，由于获奖而给日本的年轻一代带来巨大希望和动力的，无人能出其右。

山中伸弥教授（图片：京都大学iPS细胞研究所）

山中凭借从受精卵发育初期的胚盘中提取细胞培养与胚胎干细胞（ES细胞）具有相同功能的iPS细胞（人工诱导多能干细胞＝induced pluripotent stem cell）获得了诺贝尔奖。ES细胞拥有构成一个人的所有基因，并且具有几乎无限的分化潜能，所以还被称为万能细胞。下面稍微介绍一下ES细胞和iPS细胞。

人体是由1颗受精卵发育而来的，受精卵在母亲的子宫中生长发育，10个月后作为人类诞生。1颗受精卵会逐渐分化成2个、4个、8个细胞……随着细胞增殖，受精卵根据基因在子宫内分化生长成头部、心脏、肝脏、胃、大肠以及皮肤和指甲，形成一个完整的人。

之所以可以这样，是因为ES细胞中的基因包含了人类的蓝图。基因按照创造身体的蓝图逐一表达出来。指甲的生长是因为指甲的基因被表达和创造，而大肠的产生则是因为能形成大肠这些基因的表达。

举例来说，如果肾脏因疾病而坏死，只需通过ES细胞复制生成肾脏的基因来培养新的肾脏替换坏死肾脏即可。这就是再生医疗，所有疾病都可以通过用ES细胞进行再生来改善。

然而，ES细胞是受精后在孕妇子宫里的细胞，擅自取出是违背伦理道德的，是对人类尊严的侵犯，所以是不被允许的。山中认为，可以不必从子宫内提取ES细胞，而是通过改变取身体某些部位（如皮肤）的细胞的基因，来人工培养与ES细胞具有相同功能的细胞。这样就可以避免伦理问题，有助于再生医疗的发展。

山中是在短时间内成功培养出iPS细胞的研究人员，下面为大家介绍一下他研究获取成功的过程。

从临床医生转型为基础研究人员

山中1962年出生于大阪府，1987年从神户大学医学部毕业后，进入国立大阪医院整形外科（相当于“骨科”），成为一名临床实习医生。学生时代他曾因柔道和橄榄球运动骨折过10多次，受伤是家常便饭，因此选择了整形外科，但实习期间，与其他医生相比他在技术上显得笨拙，有时还会被医生同事抱怨。

1989年，山中进入大阪市立大学研究生院的药理学教室学习，打算成为一名临床医生。1992年上半年，他每周到该大学的关联医院——田边中央医院工作一天，上午出门诊，下午做手术。

1993年山中取得博士学位，但他从那时开始想成为一名基础医学的研究人员，因此应聘了科学期刊上的所有研究人员招聘岗位。最终很幸运地得到了以博士研究员（博士后）的身份到加利福尼亚大学旧金山分校格拉德斯通研究所留学的机会，为实现iPS细胞，他正式开启了研究。

1996年回国的山中成为大阪市立大学医学部药理学教室的一名助手。然而，由于研究环境与美国完全不同，他每天都很痛苦。当时，iPS细胞的价值尚未得到重视，他得不到周围人的理解，每天都受到指责，这使他陷入了半抑郁状态。

从奈良先端大学院赴美留学

就在山中几乎决定放弃基础研究，重新回归收入比医学研究人员高的整形外科医生时，他看到了奈良先端科学技术大学院大学招聘研究人员的消息。于是抱着“反正不会成功”的态度去应聘，未曾想最终被录用成为该校基因教育研究中心的助教授。在这里他开始全身心投入到iPS细胞的研究中。

2003年山中在科学技术振兴机构（JST）的支援下，获得5年3亿日元的研究经费，悉数投入到研究中。最后终于在该校成功开发出iPS细胞，2004年山中前往京都大学任教。

2007年，山中成功培养出了只需在人类的皮肤细胞基因中插入4种基因即可获得与ES细胞相同的功能的iPS细胞。在世界顶级医学研究期刊《细胞》上发表论文后，引起了全世界的广泛关注。全球医学研究人员曾认为无法以人工培养的方式制造出ES细胞，所以被这项成就震惊了。

iPS细胞几乎可以无限增殖，能用来培养包括神经、肌肉、骨骼等人类所有的器官和皮肤等的细胞，为再生医疗开辟了道路。

为纪念获得诺贝尔奖而拍摄的照片。左起依次为时任科学技术振兴机构理事长中村道治、山中教授和京都大学时任校长松本纮（图片出处：科学技术振兴机构理事长贺词“祝贺山中伸弥博士获得诺贝尔生理学或医学奖”2012年10月10日）

不走捷径，充满冒险的研究生活

日本的诺奖得主大多都是毕业于名校后留校，在相对优渥的研究环境中埋头于研究，从而最终获得诺贝尔奖。他们几乎不变换大学或研究所，终身都在同一个地方投身于研究，最终取得成就，就这一点而言日本在全世界是独一无二的。但山中则不同，他大学毕业后经历了多个职位。

从神户大学医学部毕业（并非一流大学）→进入国立大阪医院整形外科做临床研修医生（目标是成为临床医生）→进入大阪市立大学研究生院学习（进入其他大学的研究生院学习）→到加利福尼亚大学旧金山分校格拉德斯通研究所留学→回国后，到大阪市立大学医学部药理学教室当助手→成为奈良先端科学技术大学院大学基因教育研究中心的助教授和教授→成为京都大学再生医科学研究所教授→获得诺贝尔奖。

历经辛苦终于实现开发iPS细胞这个最初的研究目标，山中的研究生活给年轻人带来了“只要去做就能成功”的希望。另外，山中的成就得到全世界的高度评价，最终获得了诺贝尔奖，就这一点而言他也是一位典型的获奖者。以下是山中获得的多个奖项。

2008年获得罗伯特·科赫奖，2009年获得盖尔德纳国际奖，2009年获得阿尔伯特·拉斯克奖，2010年获得京都奖，2008年获得紫绶褒章，2010年被评选为文化功劳者，2012年获得诺贝尔奖。

通过个人爱好马拉松募捐

山中的爱好是跑马拉松，在奈良先端科学技术大学院大学时，他每天早上都在校园里跑步。去京都大学后，每天午休时也会沿着鸭川跑半个小时。

为了给iPS基金会筹集资金，山中在2012年3月11日参加了京都马拉松比赛，采用众筹的筹款方式，条件是他必须完成比赛。当时共募集到1000多万日元的捐款，并引起了话题。山中以4小时29分53秒的成绩完成比赛。

之后山中也经常参加马拉松比赛进行募捐，并在完赛时间方面不断刷新个人最好成绩。在2018年的别府大分每日马拉松赛上，55岁的山中创造了3小时25分20秒的个人最好成绩，受到广泛关注。