生活的小哲學

“炮制”萬能干細胞贏了2012年諾貝爾醫學獎。萬能的干細胞可分化成各種形態的細胞，可一旦分化，這項神奇能力就消失了。且看醫學家如何將已分化的細胞變為萬能的干細胞，讓人體重塑不再是個夢——

在電影《終結者》中，有一個邪惡的液態機器人，它可以隨意將身體化成水銀一般純純的液體，在流過狹窄的窗縫之后，又可以再塑人形。我不知道，這里面是不是隱含了編劇對人類形態的一種渴望。人體能否重塑？這是一個極具誘惑力的問題。2012年的諾貝爾生理學或醫學獎為這個問題添加了一個頗有亮色的注解。從全能到專一

像其他動物一樣，人體是從1個受精卵發育而來的。也就是說，受精卵這個細胞可以幻化成各種形態的細胞，它所具有這種性質就是全能型。不過細胞在分裂過程中逐漸有了自己明確的分工，這中間包括皮膚的表皮細胞、血液的紅細胞、腦的神經細胞等等，200多種的不同種類的專門細胞。

細胞在分裂中逐漸趨于專門化的這種現象，在生物學上叫做“分化”。就像一塊剛剛從煉鋼爐里出來的鋼錠，它還有無限的可能性，但是一旦變成了不銹鋼湯勺，或者橋梁的鋼架，抑或是家家門口的那扇防盜門。在這一刻所有的鋼錠的形態都被定性了。

不過，縱使鋼錠千變萬化，它們的主要成分也是鐵，它們的內心還是相同的。細胞也是如此，即使已經發生了分化，細胞核內具有的遺傳信息（基因）是不變化的。但是不同細胞中工作的基因是不同的，而我們的人體有25000多個基因，究竟關閉哪些，那還要視細胞功能而定。有一個精妙的比喻，細胞所具有的DNA就像一本書，而分化的過程就像把書中的某些頁用糨糊粘住，再也無法翻開。當然了，皮膚細胞和骨細胞“被粘貼的頁碼”是不同的。全能干細胞的誘惑

比起已經分化的細胞，干細胞“這本沒有被黏合的書”顯然有著更大的吸引力。有了這種萬能的閱讀書，我們就能輕松地修復損傷的機體，治療因為神經外傷引發的癱瘓，獲得治愈血友病所需要的血液細胞，甚至可以輕松地培養出急需的移植器官。

但是，要翻開書頁并不簡單。正如前文所說，干細胞在分化之后，各自的功能被相對固定了下來。在分化后的細胞中發揮作用的那種特定的基因組合主要是通過兩種變化被固定下來。一種變化是“組蛋白修飾”，另一種變化是“DNA的甲基化”。這兩種變化就像是粘貼書頁的黏合劑。要找到解除黏合劑的方法，還要將目光投向人體已有的干細胞。

從胚胎干細胞開始

卵細胞有一種“神奇”的能力，那就是讓細胞初始化。受精的過程就是一個最有利的證據，因為精子已經是高度分化的細胞，它們的DNA上面滿是甲基化和組蛋白修飾的“黏合書頁”。但是一旦與卵子集合，所有的黏合劑就消失了。實際上，能保持這種全能型的還不僅僅是受精卵。在受精卵分裂6～7次時，會先形成一個具有100個左右細胞的細胞塊，這些細胞都有轉變成人體任何一種細胞的能力（只是不能發育成胎盤），這就是胚胎干細胞（Es細胞）。

1981年，英國的生物學家馬丁·埃文斯博士領導的一個研究小組從小鼠的初期胚胎（胚盤胞）的內側取下一些細胞，在反復嘗試后找到了合適的條件，在試管中成功培養出了ES細胞。這些細胞不僅能夠無限增殖，還能夠轉變成除胎盤之外的任何一種小鼠細胞。

在1998年，美國威斯康星大學的詹姆斯·湯姆森教授終于又成功地制成了“人體的ES細胞”。有了這種細胞，從理論上說，就有可能按照需要制造出人體任何一個部分的組織。

不過，看似美好的ES細胞事業，從一開始就注定要流產。因為，它的來源是胚胎，從理論上講這個胚胎完全可以在子宮中發育成人。如果將這種細胞應用于臨床，就有為了“救人而殺人”的問題出現。于是，科學家們開始尋找新的途徑，去尋找那些維持細胞全能型的因子。

剝開黏合書頁的方法

可是要想找到剝開書本的密碼談何容易。山中伸彌（201 2年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者之一——編者注）從數據庫中篩選出大約100個有可能在ES細胞中特別活躍的基因。再經過近4年的緊張工作，從這100個基因中篩選出24個活躍的可能與細胞初始化有關的基因，并一次性將這24個候選基因全部導入成人的皮膚細胞中，結果夢寐以求的干細胞出現了。

此后，山中教授又逐個檢驗這24個基因。每次扣留1個基因，將其余23個導入細胞中，看看是否對初始化有影響。如果扣留的基因有作用，那么細胞就不會發生初始化。就這樣淘汰了對于初始化不是必需的20個基因，最終將目標鎖定在4個基因身上，它們分別是“Oct3／4”、“Sox2”、“Klf4”和“c-Myc”。將這4個基因導人人纖維芽細胞后，這些細胞不出意外地變成了“iPS細胞”（誘導多能干細胞）。

其中，Klf／4和c-Myc的作用是使纖維芽細胞的分裂變得不受限制，轉變成類似癌細胞的細胞。Oct3／4和Sox2的作用則是使細胞獲得能夠進行多種分化的能力而失去癌細胞那樣的增殖性質，從而成為萬能細胞（iPS細胞）。

山中伸彌在接受采訪時曾經說過：“我喜歡橄欖球和柔道運動，經常受傷，去過好幾次整形外科。因為自己要進行整形治療，所以想到要當整形外科醫生。當了醫生以后才知道，有好些患者的疾病是很難治好的，如嚴重的風濕病、癱瘓、脊髓受傷等。”今天他的iPS細胞為這些嚴重疾病的治療提供了契機。人類掌握自己生命的曙光已經露出了地平線。

2012年諾貝爾生理學或醫學獎得主簡介

約翰·B·格登爵士（Sir John B，Gurdon）。劍橋大學教授。1933年出生于英國Dippenhall，1960年在牛津大學獲得博士學位，在加州理工學院（California Institute ofTechnology）從事博士后研究。他于1972年加入劍橋大學，擔任細胞生物學教授和麥格達倫學院院長（Masterof Magdalene College）。格、登目前工作于劍橋大學格登研究所。

山中伸彌（shinyaYamanaka），京都大學教授，醫學博士。生于1962年，畢業于神戶大學醫學部。從整形外科醫生轉向基礎醫學研究。留學美國回日本后，曾經在大阪市立大學和奈良尖端科學技術大學任職。利用成體的皮膚細胞制作萬能“iPS細胞”，光是2006年在對小鼠實驗中取得成功，接著2007年又在人體實驗中取得成功，均屬于世界上首創成果。現任京都大學“iPS細胞研究中心”主任，該中心于2008年1月新建立。