胚胎干细胞伦理困境（胚胎干细胞研究的伦理问题）

本文还讨论了胚胎干细胞伦理困境和胚胎干细胞研究的伦理问题的技术实现，以解决现实世界的问题。

生物 初一

干细胞(stem cell)是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称之为“万用细胞”。

人体干细胞分两种类型：

一种是全功能干细胞，可直接克隆人体；

另一种是多功能干细胞，可直接复制各种脏器和修复组织。人类寄希望于利用于细胞的分离和体外培养，在体外繁育出组织或器官，并最终通过组织或器官移植，实现对临床疾病的治疗。

“原位培植皮肤干细胞再生新皮肤技术”不仅实现了利用于细胞复制皮肤器官，而且做到了人体原位皮肤器官的复制，从而使人类从干细胞体外培植组织成器官移植治疗，直接跨入了人体原位干细胞复制器官。科学家普遍认为：干细胞的研究将为临床医学提供更为广阔的应用前景。

干细胞具有经培养不定期地分化并产生特化细胞的能力。在正常的人体发育环境中，它们得到了最好的诠释。人体发育起始于卵子的受精，产生一个能发育为完整有机体潜能的单细胞，即全能性受精卵。受精后的最初几个小时内，受精卵分裂为一些完全相同的全能细胞。这意味着如果把这些细胞的任何一个放入女性子宫内，均有可能发育成胎儿。实际上，当两个全能细胞分别发育为单独遗传基因型的人时，即出现了各方面都完全相同的双胞胎。大约在受精后四天，经过几个循环的细胞分裂之后，这些全能细胞开始特异化，形成一个中空环形的细胞群结构，称之为胚囊，胚囊由外层细胞和位于中空球形内的细胞簇(称为内细胞群)所构成。

外层细胞继续发展，形成胎盘以及胎儿在子宫内发育所需的其它支持组织。内细胞群细胞亦继续发育，形成人体所须的全部组织。尽管内细胞群可形成人体内的所有组织，但它们不能发育为一个单独的生物体，因为它们不能形成胎盘以及子宫内发育所需的支持组织。这些内细胞群细胞是多能性的----它们能产生许多种类型的细胞，但并非胎儿发育所需的全部细胞类型。因为它们不是全能性的，不是胚胎，没有完全的发育潜能。如果内细胞群被放入女性子宫，它不会发育成胎儿。

多能性干细胞经历进一步的特异分化，发展为参与生成特殊功能细胞的干细胞。如造血干细胞，它能产生红细胞、白细胞和血小板。又如皮肤干细胞，它能产生各种类型的皮肤细胞。这些更专门化的干细胞被称为专能干细胞。

干细胞对早期人体的发育特别重要，在儿童和成年人中也可发现专能干细胞。举我们所最熟知的干细胞之一，造血干细胞为例，造血干细胞存在于每个儿童和成年人的骨髓之中，也存在于循环血液中，但数量非常少。在我们的整个生命过程中，造血干细胞在不断地向人体补充血细胞——红细胞、白细胞和血小板的过程中起着很关键的作用。如果没有造血干细胞，我们就无法存活。

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已成功地在体外培养。最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其它类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。

在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞组织或器官。在成年动物中，正常的胜生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化特定的细胞或组织。

然而，这个观点目前受到了挑战。最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其它细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。按分化潜能的大小，干细胞基本上可分为三种类型：一类是全能性干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞，它是从早期胚胎内的细胞团分离出来的一种高度未分化的细胞系，具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，它可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，进一步形成机体的所有组织、器官。另一类是多能性干细胞，这种干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制，骨髓多能造血干细胞是典型的例子，它可分化出至少十一中血细胞，但不分化出造血系统以外的其他细胞。还有一类干细胞为单能干细胞（也称专能、偏能干细胞），这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。

总之，凡需要不断产生新的分化细胞以及分化细胞本身不能再分裂的细胞或组织，都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维持肌体细胞的数量，可以这样说，生命是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新及保证持续生长。

随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，这将成为干细胞应用的主要方向。

人胚胎干细胞伦理之争

尽管人胚胎干细胞有着巨大的医学应用潜力，但围绕该研究的伦理道德问题也随之出现。这些问题主要包括人胚胎干细胞的来源是否合乎法律及道德，应用潜力是否会引起伦理及法律问题。从体外受精人胚中获得的ES细胞在适当条件下能否发育成人？干细胞要是来自自愿终止妊娠的孕妇该如何办？为获得ES细胞而杀死人胚是否道德？是不是良好的愿望为邪恶的手段提供了正当理由？使用来自自发或事故流产胚胎的细胞是否恰当？一些人争辩，从人胚中收集胚胎干细胞是不道德的，因为人的生命没有得到珍重，人的胚胎也是生命的一种形式，无论目的如何高尚，破坏人胚是不可想象的。而某些人辩称，由于科学家们没有杀死细胞，而只是改变了其命运，因而是道德的。有些人担心，为获得更多的细胞系，公司会资助体外受精获得囊胚及人工流产获得胎儿组织，人流将在美国泛滥。他们建议应该鼓励成人体干细胞研究而应放弃胚胎干细胞研究。

如果胚胎干细胞和胚胎生殖细胞可以作为细胞系而可买卖获取，科学家使用它们符合道德规范吗？什么类型的研究可被接受？能允许科学家为研究发育过程或建立医学移植组织而培养个体组织和器官吗？由于目前已接受人体基因可以插入动物细胞中，将人胚胎干细胞嵌入家畜胚胎中创立嵌合体来获得移植用人体器官是否道德？为了治疗，改变来自有基因缺陷胚胎的ES细胞的基因，并使其继续发育成健康个体是否道德？如果人的替代组织极易获取，会不会有更多的人将不负责任地生活，而从事高风险的活动？这些问题很难简单回答，必须认真研究人胚胎干细胞研究涉及的伦理、社会、 法律、医学、神学和道德问题。

考虑到美国法律禁止使用政府资金资助人胚胎研究，美国国立卫生研究所(NIH)主任沃马斯教授曾向主管NIH的政府部门——美国卫生和福利部（DHHS）咨询有关法律意见。DHHS在1998年12月决定：“美国国会关于禁止人胚胎研究的法案不适用于胚胎干细胞研究，因为按目前的定义胚胎干细胞不等于胚胎”，此外，“由于胚胎干细胞植入子宫后，不具有依靠自身发育成个体人的能力，不能将其视为人胚胎。”因此，DHHS可以资助来自胚胎的多能干细胞的研究。至于人胚胎生殖细胞，因为胚胎生殖细胞来自无活力的胎儿，获得和使用此类细胞符合联邦法律有关胎儿组织研究的规定，因而也可获得DHHS资助。对此决定人们反应不一。美国73位著名科学家（其中67位是诺贝尔奖获得者）马上联名表示支持，称这一决定是值得赞赏和高瞻远瞩的（Science,1999,Vol283:1849），某类研究引起如此众多诺贝尔奖得主的关注在科学史上是绝无仅有的，这也从一个侧面反映了胚胎干细胞研究的重要性及艰巨性。美国几个颇具影响的学术团体如美国实验生物学会联盟，美国细胞生物学会和美国发育生物学会也都支持有关联邦资金可以资助人胚胎干细胞研究的决定。民主党参议员汤姆.哈金称这一决定将为科学发现许多疾病的新疗法铺平道路，并且强调政府不应该对医学研究设置禁令。NIH主任沃马斯称这项科研工作的前景将灿烂辉煌，不过他还是提醒研究人员，用联邦资金从事获得新的胚胎干细胞系仍违法，但是科学家可以使用联邦资金对汤姆生和吉尔哈特获得的人胚胎干细胞系进行研究。

DHHS有关ES细胞研究的规定却遭到某些国会、教会和人权组织人士的反对。天主教人士道尔福林格指责这一规定严重违反目前法律精神：“他们将用私人资金摧毁胚胎，而用联邦资金从事胚胎实验。”在1999年2月，70位众议员在一封写给卫生和福利部部长的信中要求废除此项规定，称它“违犯了美国政府严禁资助破坏人胚胎的实验研究的联邦法律条文和精神”。美国生命联盟人权组织主席朱迪布朗抗议使用干细胞，因为它们来自应受美国法律保护的可发育成人的胚胎。国会议员杰.迪凯极力反对该规定，甚至要将DHHS告上法庭，他认为目前的法律不允许联邦资金用于胚胎干细胞研究，也不必对此做任何修改，他强调“科学应为人类服务，而不是人为科学服务”。反堕胎活动分子更是要求国会干预和阻挠此类研究。在广泛听取各方意见的基础上，NIH在NBAC的指导下终于在1999年12月公布了“关于胚胎干细胞研究的指导原则”（表1）。从表中可以看出，再用汤姆生的方法从人胚中获得新的胚胎干细胞系是违法的，但允许对已获得的来自人胚的细胞系进行研究。对于用吉尔哈特方法获得、使用和研究来自胎儿组织的细胞系则相对宽容。尽管该规定还很苛刻，但毕竟为人胚胎干细胞的研究打开了大门。

NIH关于胚胎干细胞研究的指导原则

允许

1、从人胚中获得新细胞系

2、使用私人资助、已经获得的来自人胚的细胞系进行研究

3、从胎组织中获得新细胞系

禁止

1、使用来自胎儿组织的细胞系进行研究

2、用干细胞创建人胚胎的研究

3、将人胚胎干细胞与动物胚胎结合的研究

4、使用干细胞进行生殖克隆

5、来自为研究目的而专门创建的胚胎的干细胞有关研究

干细胞研究及其意义

分化后的细胞，往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老和死亡。然而，动物体在发育的过程中，体内却始终保留了一部分未分化的细胞，这就是干细胞。干细胞又叫做起源细胞、万用细胞，是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。可以这样说，动物体就是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新，从而保证动物体持续生长发育的。

干细胞根据其分化潜能的大小，可以分为两类：全能干细胞和组织干细胞。前者可以分化、发育成完整的动物个体，后者则是一种或多种组织器官的起源细胞。人的胚胎干细胞可以发育成完整的人，所以属于全能干细胞。

早在19世纪，发育生物学家就知道，卵细胞受精后很快就开始分裂，先是1个受精卵分裂成2个细胞，然后继续分裂，直至分裂成有16至32个细胞的细胞团，叫做桑椹胚。这时如果将组成桑椹胚的细胞一一分开，并分别植入到母体的子宫内，则每个细胞都可以发育成一个完整的胚胎。这种细胞就是胚胎干细胞，属于全能干细胞。骨髓、脐带、胎盘和脂肪中则可以获取组织干细胞。每个人的体内都有一些终生与自己相伴的干细胞。但是，人的年龄越大，干细胞就越少。为了弥补干细胞的不足，一些科学家建议从胚胎或胎儿以及其他动物身上获取干细胞。进行培养和研究。

干细胞的用途非常广泛，涉及到医学的多个领域。目前，科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞，并以这样的干细胞为“种子”，培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用，将产生一种全新的医疗技术，也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官，从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官，来替换自身病变的或衰老的组织器官。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官，那么，这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一，排在人类基因组测序和克隆技术之前。

新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术，根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症的男童，这是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。医生们认为，脐带血干细胞移植手术并不复杂，就像给患者输血一样。由于脐带血自身固有的特性，使得用脐带血干细胞进行移植比用骨髓进行移植更加有效。现在，利用造血干细胞移植技术已经逐渐成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放化疗后引起的造血系统和免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段。科学家预言，用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞，有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来；不久的将来，失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者，都可望借助干细胞移植手术获得康复。

同胚胎干细胞相比，成人身体上的干细胞只能发育成20多种组织器官，而胚胎干细胞则能发育成几乎所有的组织器官。但是，如果从胚胎中提取干细胞，胚胎就会死亡。因此，伦理道理问题就成为当前胚胎干细胞研究的最大问题之一。美国政府明确反对破坏新的胚胎以获取胚胎干细胞，美国众议院甚至提出全面禁止胚胎干细胞克隆研究的法案。美国的一些科学家则对此提出了尖锐的批评，他们认为，将干细胞用于医学研究，在减轻患者痛苦方面很有潜力。如果浪费这样一个绝好的机会，结果将是悲剧性的。

我国的干细胞研究和应用已经具备了一定的基础，早在20世纪60年代就开始了骨髓干细胞移植方面的研究，目前研究和应用得最多的是造血干细胞。1992年，我国内地第一个骨髓移植非亲属供者登记组在北京成立，“中华骨髓库”也正式接受捐赠。2002年，北京建立了脐带血干细胞库。关于胚胎干细胞的研究，我国目前还没有明确的法律规定。

怎样看待胚胎干细胞研究的理论争论？？？？？快来大侠帮帮忙啊╮(╯▽╰)╭

胚胎干细胞的主要来源是早期胚胎或原始性腺。从它的出身来讲就很难被主流社会所接受。其一，在提取胚胎干细胞的时候，会给胚胎造成毁灭性的打击，这就等于在一个生命开始之初就侵犯了他的生命权；其二，一旦我们放任胚胎干细胞的研究，有可能会在经济利益的驱使下造成大量人为的、恶意的流产；其三，当我们有一天可以轻易的获得组织器官的替代品的时候，可能会有更多的人乐于从事高风险的工作，甚至于社会的犯罪率也会相应提升；其四，现阶段掌握的胚胎干细胞技术还难以解决其基因问题，应用于成人体内会改变我们的基因，至于基因改变给我们带来的影响还不得而知，至少亲子鉴定这样的工作无法开展。

2009年奥巴马签署了解禁干细胞研究的声明，其目的在于挽留大量已经或将要流失的学者和科研人员。也仅仅局限于研究实验室内仅有的胚胎干细胞，并不是完全放开。随着科技的发展，成体干细胞发挥的作用越来越明显，我认为成体干细胞才是今后很长一段时间内的主流。有兴趣可以了解一下美国的stemedica，该公司是世界一流的干细胞研发和制造商，其技术已获得50多项专利，基于前苏联的临床和实验室经验，并获得了美国FDA认证，这是唯一一家获得过FDA认证的干细胞公司。这样一家实力雄厚的公司却没有研究胚胎干细胞，只做成体干细胞，也说明了胚胎干细胞难以成为主流。

干细胞研究 坏处

反对的理由：

1认为胚胎干细胞研究是基于破坏胚胎的生命

进行胚胎干细胞研究的一个必经步骤是从胚胎中提取干细胞,胚胎会因此而被毁坏和丢弃。

这种研究在许多国家遇到了极大的伦理和法律障碍。胚胎的生命问题是干细胞研究争论的伦理焦点。胚胎干细胞研究破坏早期人类胚胎生命,或者说,破坏了“潜在人的生命”;然而牺牲“潜在人的生命”换来“一个社会的人”的生命。

胚胎的生命与病人的生命孰轻孰重?胚胎的权益与病人的权益孰轻孰重?

如果科学家能另辟蹊径,不以破坏早期人类胚胎生命的干细胞研究为代价,那也就不存在今天人们如此激烈的伦理之争。

问题的关键是,我们非得在胚胎生命和病人生命两者之间做出抉择时,胚胎的生命让位于病患者的生命,虽然不是最好的选择,但应该是正确的选择。的共识的问题之一。

2、反对以进行治疗性克隆为目的的“人体- 动物”细胞融合实验

联合国教科文组织在声明中明确规定,禁止任何关于人和动物的嵌合体研究。人畜混合细胞也是一种嵌合体,正式的称法应该是混种胚胎,它亵渎人类的尊严。

美国、欧洲对这种研究都坚决反对。人与动物融合,除了伦理问题,专家还担心人与猪、牛的细胞融合有可能使目前未知的猪、牛疾病传染给人类,动物的卵细胞虽然去掉了细胞核,但还有细胞质,细胞质中还有遗传物质,这些遗传物质是否会和人的遗传物质发生相互作用,是否会把动物的某些遗传特性或遗传疾病带入人体,是否会在人体的后代中造成畸形或代谢异常等等,这一系列问题现在谁也无法预料,完全有可能产生不堪设想、甚至灾难性的后果。

反对将克隆技术用于生殖领域。克隆人违背人类繁衍的自然法则。克隆人属于无性生殖,是一种低级生殖方式。一套不变的基因组易发生突变,对克隆出来的人造成伤害。新的机体产生必须重编程序,克隆迫使这种重编在短期内进行,并且容易发生程序差错和缺失,对克隆人造成伤害。而且目前克隆技术尚不过关,许多残疾也并不能在胎儿时期鉴别出来,造成克隆新生儿严重残疾。所以不管从人类的伦理道德还是人类优生健康原则上讲,克隆技术不能用于生殖繁衍。

通过立法规范克隆研究的行为,指引克隆研究的方向。全世界现在已有23 个国家明令禁止生殖性克隆。英国去年年底通过了禁止克隆人的法案,成为世界上第一个从法律上禁止克隆人的国家。我国也应该制定有关法规限制生殖性克隆。为人类造福的克隆技术可以进一步发展,但是克隆人必须禁止。这也是胚胎干细胞研究中,科学家与大多数人已形成的共识的问题之一。

3 违背道德价值高于经济价值的原则

在应用科学技术和商业运作日益结合的今天,胚胎干细胞研究无疑蕴含着极大的商业潜力。有人预测干细胞应用于临床医疗后,两年内即会有约800 亿美元或更多的市场。

目前,世界各国都十分重视干细胞研究工作,纷纷投入大量的人力物力加紧研究开发,纷纷抢占制高点。该技术蕴含的巨大的经济利益,会不会影响着研究的发展和方向。答案应该是肯定的。

但人类胚胎干细胞的研究中过多地强调了经济利益,若“利”的砝码不断增加,研究状况将令人担忧。科学家必须明确科学研究的目的,从本质上说,科学是为了人类本身的利益而进行的一种实践活动和精神活动,是人类智能的表现形式,是人类智慧的一种成果。科学的最高宗旨只能是为人类造福。干细胞研究若以利益最大化作为科研的最终目的,将经济利益置于伦理道德之上,那么技术将会给人类社会带来无穷的潜在危害,人类可能要犯一个最危险的错误。面对胚胎干细胞研究的巨大医疗价值,巨大的经济价值,面对巨大的社会伦理压力,每一位科学家都应该明确科研的主要目标,“要反对在胚胎干细胞研究和使用中有商业炒作行为,因为它违背胚胎干细胞研究是为人类谋福利的宗旨。”任何违背这一宗旨,违背这一原则的科研行为都是不道德的。

山中伸弥简介及详细资料

个人经历 早年经历

1962 年 9 月 4 日 ，山中伸弥出生于日本大阪府。大一之前，山中伸弥都一直居住在奈良市。高中时，山中因阅读医师德田虎雄的著作《只有生命是平等的》而倍受鼓舞，决定从医。

山中的父亲经营著一个生产裁缝机零配件的小工厂，虽然山中小时候也喜爱分解机械，但常常无法将其恢复原样，受到父母的责备。机械道路上的不顺利，成为山中迈上医学道路的另一个诱因。

在父亲的影响下，他立志认真学习终于考入大阪重点中学--大阪教育大学附属天王寺高中，考入高中后其他学生都在认真学习，只有山中热衷于柔道(据说他有梦想成为日本奥运会代表选手)，在高中的3年期间他因为练柔道就受伤了10多次(骨折)，很多人都说这个孩子大概走错了学校，应该去考大阪体育大附属高中，而不是在这里学习文化知识，三年时间很快就要过去，这个失败的学生将如何面对人生呢?山中伸弥的父亲告诉他:"你多次受伤，看见医生这么为病人减轻痛苦，你将来要成为医生为人类服务。"于是山中就接受了父亲的提议，在学校的最后阶段认真学习，终于考入了著名的国立神户大学医学部。

学习经历

1987年 3月:神户大学医学院毕业

1987年7月:国立大阪病院临床研修医

1993年 3月:大阪市立大学医学研究科博士毕业

1993年4月:格拉斯通研究所(Gladstone Institute)博士研究员

1996年 1月:日本学术振兴会特别研究员

1996年10月:大阪市立大学医学部助手(药理学教室)

1999年12月:奈良先端科学技术大学院大学遗传因子教育研究中心助理教授

2003年 9月:升任奈良先端科学技术大学院大学遗传因子教育研究中心教授

2004年10月:京都大学再生医科学研究所(Institute for Frontier Medical Sciences)教授(再生诱导研究分野)

2008年 1月:京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长

2012年10月，获得诺贝尔生理或医学奖。

2012年10月，获得2012年度日本"文化勋章"。

个人成果

山中伸弥是诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一。2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛套用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。

2006年山中伸弥等科学家把4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。

山中伸弥从其他科学家已经公布的研究结果中挑选出24种最有希望的转录因子。在试验室中他发现这24种转录因子中的确有4种转录因子可以将人体细胞重组成干细胞。他把4种基因注入皮肤细胞，从而得到"鸡尾酒"iPS细胞。

事实证明这4个转录因子中，其中一个转录因子确实是"一次天大的冒险"，因为这一个是与癌症相关的转录因子。数月后他又发现即使不使用这个致癌基因，他仍然能够重组细胞，这样癌变的几率会大大降低。但新创造的干细胞仍然会发生癌变，在他的实验中，121只老鼠中，有20%产生了肿瘤。这说明使用逆转录病毒，可能使基因产生变异，引发肿瘤等副作用。他表示下一步的研究目标是在不使用逆转录酶的情况下实现细胞重组。

荣誉奖项

2007年 Meyenburg Award(Meyenburg基金会 [Meyenburg Foundation]/德国癌症研究中心 [German Cancer Research Center, DKFZ])(德国)

2008年 《时代》杂志"世界百大影响力人物"(The World's Most Influential People)(美国)

2008年 罗伯特·科赫奖(德国)

2008年 科学技术特别奖(日本)

2008年 邵逸夫生命科学与医学奖

2009年 拉斯克基础医学奖

2011年获得国际最高学术大奖之一的沃尔夫医学奖，与其一起获奖的还有美国怀特黑德研究所的Rudolf Jaenisch。

2012年，山中伸弥与美国软体工程师利努斯·托瓦兹获得芬兰"千年技术奖"，二人分别获得60万欧元的奖金。

2012年10月:与英国发育生物学家约翰·格登(John Gurdon)因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。山中因研发出诱导多能干细胞(iPS细胞)而为人所知。

2015年12月，获颁香港中文大学荣誉理学博士。

研究历程 医生到博士

Shinya Yamanaka念高中时迷上柔道，因为受伤经常上医院，他在爸爸的建议下随后考入国立神户大学医学部，准备以后做一名骨科医生。大学毕业做临床实习期间，他发现自己对手术其实没有什么天分，别人做20分钟的手术他两个小时也未必完成;并且他觉得做医生再优秀也只能帮助少数的病人，而医学研究有成果的话通常可以帮助更多的病人，所以他的兴趣转向基础医学研究。在大阪市立大学博士期间，Shinya的主要工作是研究血压调节的分子机理]。在研究过程中，Shinya对小鼠基因敲除和转基因技术感到震惊，于是他在申请博士后位置的时候联系的都是利用这些技术的实验室。

博士后阶段

这位失败的骨科医生最后被加州Gladstone Institute的Thomas Innerarity纳入门下(图一)。Thomas实验室研究的是血脂调节，跟Shinya博士期间的工作有点关系。Shinya的新课题是研究ApoB mRNA的编辑蛋白ApoBEC1。

ApoB是低密度脂蛋白的主要构成成分。ApoB mRNA可以被编辑酶ApoBEC1脱氨提前终止翻译，形成两种不同大小的蛋白:全长的ApoB100和大约一半长的ApoB48。经过编辑的ApoB48在血浆中会被迅速清除。Thomas预测，如果在肝脏中过表达ApoBEC1，那么血脂就可能降低;如果这个模型可行的话，也许未来通过基因疗法可以帮助一些肥胖病人降低血脂。

Shinya一周七天地勤奋工作，花了六个月做成了转基因鼠。有一天早上，帮他维护小鼠的技术员告诉他:Shinya，你的许多小鼠都怀孕了，可是小鼠是公的。Shinya说你不是跟我开玩笑吧。他到老鼠房一看，果真有很多公鼠看起来怀孕了。他杀了其中几只，发现原来是小鼠得了肝癌，肝脏肿大撑大了肚皮。

ApoBEC1过表达后低密度脂蛋白是降低了，但是高密度脂蛋白却升高了，同时还得了肝癌，这买卖不合算啊。Shinya在一次讲座中总结了其中的经验教训:其一，科学是不可预测的;其二，不要尝试在病人身上做新基因的治疗;其三，也许最重要的是，不要相信导师的假说。

Thomas对结果不能符合预期很失望，但是这个预想之外的结果却引起了Shinya的好奇:究竟是什么机理使小鼠得肿瘤的呢?好在Thomas足够开明，他允许Shinya偏离实验室的主要方向，继续探索ApoBEC1的致癌机理。可以想见，ApoBEC1过表达以后也可能会编辑ApoB之外的其它mRNA，找到这些mRNA也许可以解释ApoBEC1为什么能致癌。

由于已知ApoBEC1需识别底物mRNA的特异序列才能编辑，Shinya据此设计引物扩增，找到了ApoBEC1的一个新底物-抑制蛋白翻译的基因Nat1。ApoBEC1过表达后，Nat1蛋白消失。从逻辑上讲，如果编辑Nat1是导致ApoBEC1致癌的重要分子，那么Nat1敲除的小鼠也会长癌。

基因敲除比起转基因要更加复杂，需要把构建的质粒原位整合到体外培养的胚胎干细胞中。基因敲除技术不就是Shinya博士阶段做梦都想学的技术吗?于是Shinya找到所里做基因敲除的专家，当时还是助理教授的Robert Farese，从他的助手Heather Myers那里学了这项技术的每个细节，并成功地获得了Nat1敲除的杂合鼠。Heather Myers是Shinya的终生好友;Shinya发现iPS以后，也公开表达了对Heather Myers的感激，因为是她告诉Shinya，胚胎干细胞不仅仅是做敲除小鼠的手段，其本身也可以是非常有趣的研究对象。

在Shinya兴致勃勃地继续追问Nat1的功能时，他的妻子带着女儿离开他回到了日本。半年后他决定中断研究带着三只珍贵的Nat1杂合鼠，也跟随家人回国。

毛毛虫阶段

凭借他在博士后期间发表的四篇高质量的一作论文，1996 年Shinya在母校大阪市立大学找到了助理教授的职位，继续他的Nat1研究。

再一次地与预测出现偏差:Nat1敲除后，纯合子小鼠在胚胎发育早期就死了，根本无法观察到成鼠是否得肿瘤。Shinya进一步研究发现，敲除Nat1的胚胎干细胞在体外根本不能像正常干细胞一样分化。此时他想起了Heather Myers的话:胚胎干细胞不仅是研究的工具，它本身也可以是非常有趣的研究对象。他的关注点开始转移到胚胎干细胞上来。

在刚回大阪的头几年，Shinya由于刚起步，只能得到少量的研究资助，他不得不自己一个人养几百只小鼠，日子过得非常艰苦。同时大阪市立大学医学院的基础研究很薄弱，周围的人不理解Shinya研究Nat1在胚胎干细胞中的功能有什么意义，总是劝说Shinya做一些更靠近医药临床方面的研究。而Nat1的研究论文提交给杂志后一直被拒稿。种种压力与不得志，Shinya因之得了一种病叫PAD(Post America Depression，离开美国后的抑郁症;自创的玩笑话)，几乎要放弃科研回国做骨科医生。

在他最低谷的时候，有两件事情把他从PAD中挽救了回来。其一是James Thomson(俞君英的导师，2007年几乎与Shinya同时宣布做出了人的iPS) 在1998年宣布从人的囊胚中采集并建立了胚胎干细胞系:这些干细胞在体外培养几个月后还可以分化成不同胚层的细胞，比如肠上皮细胞，软骨细胞，神经上皮细胞等。这给了Shinya巨大的鼓舞，他开始更加坚信胚胎干细胞研究是有意义的，将来必然有一天会用于临床。第二件事是条件更加优越的奈良先端科学技术研究生院看上了他的特长，招聘他去建立一个做基因敲除小鼠的facility，并给他提供了副教授的职位。

成蛹阶段

千辛万苦脱了几层皮后，Shinya终于拥有了自己独立的实验室。第一次可以招帮手，好爽啊。但是问题又来了:研究生的生源是有限的，学生会倾向于选择资历更老条件更好的实验室，而不一定会选择刚起步的实验室;你想招但人家不来啊。为了吸引学生到他实验室，Shinya冥思苦想了好一阵，提出了一个雄心勃勃的计画，声称实验室的远景目标是研究怎么从终末分化的成体细胞变回多能的干细胞。

当时科学界的主流是研究怎么把胚胎多能干细胞分化成各种不同组织的细胞，以期用这些分化的功能细胞取代受损的或者有疾病的组织细胞。Shinya认为自己的实验室没有实力跟这些大牛竞争，那不如反其道而行之，研究怎么从分化的细胞逆转为多能干细胞。

当时科学界的主流观点认为，哺乳动物胚胎发育过程中的细胞分化是单向的，就像是时间不可逆转。这个观点也并非没有破绽，比如植物组织就具有多能性，一些植物的茎插入土壤会重新长出一棵植株，也即已经分化的茎细胞可以改变命运分化出新的根茎叶细胞。而早在1962年，也即Shinya出生的那一年，英国的John Gurdon爵士(与Shinya共享诺贝尔奖)报导了他的惊人发现:把蝌蚪的肠细胞核移植到去核的蛙卵中，新细胞可以发育成蝌蚪。如果把杂合细胞发育到囊胚期，用囊胚期的细胞核再做一次核移植，那么就可以发育出可生育传代的成蛙。进一步地，为了说服人们接受终末分化的细胞核也具有多能性，他把成蛙不同组织的细胞进行体外培养，发现核移植后来源不同的杂合细胞都可以发育到蝌蚪阶段。1997年，Ian Wilmut和Keith Campbell基于同样的原理，把羊的乳腺细胞核移植到去核的羊卵中，成功地培育出了克隆羊多莉。2001年，科学家发现，通过与 干细胞融合，胸腺细胞核获得了很大程度的重编程。

Shinya计画的第一步是找到尽可能多的，类似于Nat1参与维持干细胞功能的因子(维持因子的意思是这些因子是胚胎干细胞在体外培养维持多能性所必需的)。他大胆推测，如果过表达这些维持因子也许可以让终末分化的细胞变回多能干细胞。一旦成功，诱导的多能干细胞会有着胚胎干细胞所不具备的优势:它不仅可以绕开胚胎干细胞引起的伦理问题，病人本身的诱导干细胞改造后重新植入病人时，由于是自身的细胞，将不会有免疫排斥的难题。

在这个远大前景的感召下，Shinya果然"忽悠"了三个学生加入他实验室。很快地，他们鉴定出一系列的在胚胎干细胞特异表达的基因。其中一个基因就是Fbx15。Shinya的学生Yoshimi Tokuzawa发现Fbx15除了特异表达于胚胎干细胞外，它还能被另外两个胚胎干细胞维持因子Oct3/4和Sox2直接调控。Shinya跟Yoshimi说:Fbx15应该参与维持干细胞多能性和胚胎的发育，我猜你没有办法得到Fbx15敲除的纯合鼠。Yoshimi构建质粒做了基因敲除小鼠，把染色体上的Fbx15基因通过同源重组替换成抗G418药物的基因neo。

复杂的生命又一次愚弄了Shinya:Fbx15敲除的纯合鼠活得很健康，没有显见的表型。Shinya又挑战他的学生说:好吧，Fbx15也许不是小鼠胚胎发育所必需的，但是它应该是维持体外胚胎干细胞所必需的，我打赌你没有办法在胚胎干细胞中彻底敲除这个基因。勤快的Yoshimi于是用较高浓度的G418从干细胞中筛到了纯合的敲除株，还是活得好好的，没有表型。Shinya后来在回忆的时候打趣到:小鼠很happy，细胞也很happy，唯一不happy的就是可怜的学生Yoshimi了。

但是花这么多精力做的敲除小鼠不能就这么算了吧。Shinya又一次开动脑筋，想要废物利用。他发现由于Fbx15只在胚胎干细胞表达，Fbx15 promoter操控的抗药基因neo在成体的成纤维细胞里不表达，所以细胞对药物 G418敏感;而敲除鼠里得到的胚胎干细胞却可以在很高浓度的 G418中生长。如果终末分化的成纤维细胞能诱导成胚胎干细胞，那么它就会产生对 G418的 抗药性。即便成纤维细胞只是获得了部分胚胎干细胞的特性，那么它也应该能抗低浓度的 G418 。Fbx15敲除鼠实际上提供了很好的筛选诱导干细胞的系统!

iPS

凭借他鉴定胚胎干细胞维持因子的出色工作，2004年Shinya在名气更大的京都大学找到新的职位。除了Fbx15敲除鼠的筛选系统，Shinya还积累了他鉴定的加上文献报导的24个维持因子。Shinya跃跃欲试，他准备破壳而出，拍翅成蝶了!

Shinya的另一位学生Kazutoshi Takahashi此前已经发表了一篇关于干细胞致癌性的Nature文章。Shinya决意让他来承担最大胆的课题-逆分化成体细胞，因为他知道，有一篇Nature文章保底，即便接下来的几年一无所获，他的学生也能承受得了。

即便有很好的筛选系统，这个课题在当初看来也是非常冒险甚至是不可行的。当时的人们普遍认为成体细胞失去了多能性，也许成体细胞本身就是不可逆转的，你做什么也没有用。即便通过转核技术实现了成体细胞核命运的逆转，那也只是细胞核，不是整个细胞。胚胎细胞和成体细胞的染色体是一样的，细胞核具有全能性，尚可理解。而且要实现细胞核的逆转还需要转到卵细胞，让卵细胞质帮助它重编程，而卵细胞质中的蛋白不计其数。如果要实现整个细胞命运的逆转需要让细胞质中所有的蛋白重新洗牌。即便细胞可以重新编程，那也应该是很多蛋白共同参与的。Shinya当年在手上的仅仅是24个因子。也许有另外几百几千种因子被遗漏，缺少其中一种都无法实现重编程。用这24个因子异想天开要实现细胞重编程，根据已有的知识从逻辑上讲可能性几乎为零。

Kazutoshi这个愣头青不管这些，他给成纤维细胞一一感染过表达这些因子的病毒，结果当然没有筛选到任何抗 G418的细胞。Shinya知道如何保持学生的斗志，他故作镇定地说:你看，这说明我们的筛选系统很好啊，没有出现任何假阳性。

在试了一遍无果后，Kazutoshi大胆提出想把24个病毒混合起来同时感染细胞。Shinya觉得这是很愚蠢的想法:没人这么干过啊同学，不过死马当作活马医，你不嫌累的话就去试吧。

等了几天，奇迹竟然发生了。培养板上稀稀疏疏地竟然出现了十几个抗 G418的细胞克隆!一个划时代的发现诞生了。

关键实验取得突破以后，其后的事情就按部就班了。Kazutoshi每次去掉一个病毒，把剩下的23个病毒混合感染成体细胞，看能长多少克隆，以此来鉴别出哪一些因子是诱导干细胞所必需的。最后他鉴定出了四个明星因子:Oct3/4, Sox2, c-Myc,和 Klf4。这四个因子在成纤维细胞中过表达，就足以把它逆转为多能干细胞!

那抗 G418的细胞克隆就一定是多能干细胞吗?他们通过一系列的指标，比如基因表达谱，分化潜能等，发现这些细胞在相当大的程度上与胚胎干细胞相似。

2006年Shinya报导了小鼠诱导干细胞，引起科学界轰动[13];2007年，他在人的细胞中同样实现了细胞命运的逆转，科学界沸腾了[14]。

展望

回过头来，种种不可能，Shinya怎么就幸运地成功了呢?通过更多的研究，我们知道，干细胞特性的维持是由一个基因网路来共同作用的，通过上调某些关键基因就可以重建这个网路，逆转细胞的命运;山中伸弥最后鉴定的四个因子也不是必须的，用24个因子以外的其它因子进行组合可以达到同样的目的。这好比是一张大网，你只要能撑起其中的几个支点，就可以把整张网撑起来。

iPS的发现有着不同寻常的意义。首先，它更新了人们的观念，从此之后人们不再认为细胞的命运不可逆转，不单可以逆转，细胞其实还可以实现不同组织间的转分化(Transdifferentiation)。其次，iPS细胞绕过了胚胎干细胞的伦理困境，很多实验室都可以重复这个简单的实验得到iPS，开展多能干细胞的研究。其三，iPS细胞具有很多胚胎干细胞所没有的优势:来自于病人自身的iPS细胞体外操作后重新植入病人体内，免疫反应将大大减少;如果将病人的体细胞逆转为ips细胞，在体外分化观察在这个过程中出现的问题，就可以实现在培养皿里某种程度上模拟疾病的发生;疾病特异的iPS在体外扩增和分化以后，还可以用于筛选治疗该疾病的药物，或者对药物的毒性进行检测。

但是这仅仅是新的开始，生命科学如此复杂和不可预测，要把这些愿景变成现实，让iPS真正造福人类，这其中还有重重的困难。Shinya Yamanka，这位科学的宠儿，怀着最初帮助更多病人的理想，无畏地踏上了新的征程。

胚胎干细胞在临床应用的风险有哪些

由于胚胎干细胞可以在实验室内无限制的长期培养，带来了移植后可能会在人体内形成肿瘤的顾虑，事实上，用来证明人类胚胎干细胞具有多能性的最好评鉴方法，就是把人类胚胎干细胞注射进入小鼠的肌肉层组织，若这些细胞可以产生良性肿瘤（Teratoma），才能真正的证明它们是具多能性的胚胎干细胞。而且临床前研究数据已显示,把人类胚胎干细胞直接注射到已经移植在小鼠身上的数种不同的人的组织,包括肝、肺和小肠,都会形成恶性肿瘤。所以未来临床上的应用，会朝向先把人类胚胎干细胞在实验室引导分化成为某种特定功能细胞，然后再把这些特定功能细胞纯化出来做为移植用,而目前这方面的研究进展非常的缓慢。

成体干细胞是指存在于一种已经分化组织器官中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新并且能够分化形成组成该特定组织器官的各种功能细胞。成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。过去认为成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。最近研究表明，以往认为不能再生的器官组织像是脑和心脏仍然存在有各自的干细胞，像是神经干细胞和心脏干细胞，说明不同的成体干细胞普遍存在于各个不同的器官组织中。成体干细胞经常位于特定的微环境中。微环境中的间质细胞能够产生一系列生长因子或配体，与干细胞相互作用，控制干细胞的更新和分化。研究人员认为，干细胞存在于组织的特定区域内，从而在数年内都维持静止休眠状态-也就是保持不分裂的状态，直到组织受到损伤或发生疾病时被激活，才开始分裂。已经报导的含有干细胞的成体组织包括：脑、骨髓、外周血液、血管、骨骼肌、皮肤、肝脏、肺和心脏等。大家所熟悉的干细胞，如造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞和心脏干细胞等，都是属于成体干细胞。

理论上，成体干细胞致瘤风险很低，而且所受伦理学争议较少。数十年来,临床上已有数十万人接受了骨髓移植、外周血干细胞移植和脐带血移植,已清楚的证明了成体干细胞在临床应用上的安全性。

干细胞的研究为何会引发争仪？

新一波伦理之争胚胎干细胞是从人的早期胚胎中提取的种细胞，它具有“发育全能性”的功能，能分化成人体200多种细胞类型，形成机体的任何细胞、组织和器官。倘能掌握其分化发育的规律，在人工条件下定向分化、发育为所需的细胞、组织乃至器官，就可以用来治疗目前还难以治愈的帕金森氏病、早老性痴呆、白血病、糖尿病等顽疾，并且解决十分紧缺的组织和器官移植的来源问题。进一步与克隆技术相结合，还能解决细胞治疗以及组织和器官移植的免疫排异难题。这就是人们津津乐道的所谓2l世纪“再生医学”的曙光。1998年l0月，权威的美国科学杂志发表了胚胎干细胞研究的两大突破性成果:一项是，美国威斯康辛大学的汤姆森教授从不孕症夫妇捐赠的辅助生殖的多余胚胎中提取胚胎干细胞，建立了人的胚胎干细胞系。另一项是，霍普金斯大学的吉尔哈特教授从流产胎儿尸体分离出胚胎生殖细胞，建立了多能干细胞系。

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