山中: 只是听您谈话,我就感觉到自己体内似乎有了一种勇气或者是干劲儿,而且也感觉兴奋起来了。这是因为实际上从十多年前开始的iPS细胞研究,也正如您所说的,正是“既然没有人做,那我就来做”。
稻盛: 是嘛。
山中: 在那之前是ES细胞,那是用受精卵做成的万能细胞,但因为牵扯到伦理问题,所以这项研究当时发展缓慢。
稻盛: ES细胞和iPS细胞,两者之间有什么大的不同吗?
山中: 正如您所知道的,生命是由一个卵子和一个精子结合,形成受精卵,再经过反复的细胞分裂,几天之后形成胚胎之后就会附着在母亲的子宫壁上,也就是说,只有胚胎附着到子宫壁上之后才算是真正的怀孕。之后就又是无数次的细胞分裂,形成各种各样的器官和小婴儿。ES细胞是将形成的胚胎,在附着到子宫壁之前,也就是说在真正怀孕之前,将胚胎中的细胞在实验室里进行长期培养而生成的细胞。1981年,英国的学者用小家鼠的胚胎首次制成了ES细胞,因为是从“Embryo”(胚)做成的“Stem cell”(干细胞,能够进行自我复制自我分裂的细胞),所以被称为ES细胞“Embryonic Stem cell”。在日语中,这被称为“胚性干细胞”。ES细胞有两个特点:第一个是增殖能力特别强,一个ES细胞几乎可以无限量地增殖,只要有空间和资金,一亿个,一兆个,都没问题;第二个是ES细胞可以形成神经、肌肉等,几乎是身体的任何部分都可以形成,这被称为“分化多能性”。我开始研究ES细胞,是在取得了博士学位,在美国的研究所留学的时候偶然发现了NAT1这个基因与分化多能性有着非常密切的关系之后开始的。
稻盛: 原来如此。在那之后,从美国回到国内,就在您最难熬的时候,人类的ES细胞被成功地开发出来了。
山中: 是的。但人类的ES细胞用于再生医疗,却面临着两个重大的问题。第一个是因为是其他人的细胞,所以在进行器官移植的时候人体会发生拒绝反应。第二个就是关于伦理的问题。虽然制造ES细胞是使用剩余胚,但毕竟需要破坏人的生命的萌芽。所以当时我就想:不使用他人的受精卵细胞,而是使用患者本人身体的细胞,比如说皮肤细胞,如果也能做成像ES细胞一样的万能细胞的话,那么这两个问题就都解决了。将分化的细胞变回到接近于受精卵的状态,这在医学用语里面叫作“初始化”,所以我当时设定的目标,就是将皮肤细胞进行“初始化”,让它变成类似ES细胞的细胞。
稻盛: 那个时候已经能对已分化的细胞进行初始化了吗?
山中: 是的,就是所谓的克隆技术,核移植。两年前和我一起获得诺贝尔奖的约翰·伯特兰·格登(John Bertrand Gurdon)先生在50年前就将青蛙的已分化的细胞成功地进行了初始化。在对哺乳类的研究中,1996年伊恩·维尔穆特(Ian Wilmut)博士用一只叫作多利的羊的乳腺细胞,成功地克隆了一只完全相同的羊。顺便说一句,多利,据说本来是一个胸非常大的女明星的名字(笑)。
稻盛: 也就是说,将已分化的细胞变回接近于受精卵的状态,这在理论上是可能的了。
山中: 是的。理论上是可能的。但据说要做的话是很复杂的。
稻盛: 哦。
山中: 科学之所以有趣,就是因为它不是一般的技术,不是谁都能简单地实现。当时我在做的时候,我身边的学者、朋友也都劝告我说“你还是放弃吧,不可能成功的”,所以当时我还在想“你们等着瞧吧”(笑)。当时正好在奈良先端科学技术大学院大学第一次有了自己的研究室,所以就坚决地提出了自己研究室的目标:“将人的皮肤细胞初始化,研制成类似于ES细胞的细胞”。结果最终制成了iPS细胞,日语叫作人工多能性干细胞。
稻盛: 这么完美的iPS细胞,竟然只是在皮肤细胞里面放入了四个基因就做成了,这真让人惊叹。
山中: 是的。刚才讲过了获得京都奖的Gehring博士的标签理论,而制作iPS细胞所需要的四个基因,也可以说是四枚标签。将这四枚标签放到必要的位置上,皮肤细胞就能变成万能细胞。
稻盛: 原来如此,非常容易理解。
山中: 一般来说人的基因有3万个。2004年在我转职到京都大学再生医科学研究所的时候,我已经发现了24个ES细胞的基因。所以当时我就不断地把这些基因导入皮肤细胞里面,看看能否制成类似于ES细胞的细胞。应该说人类的确非常复杂,黑腹果蝇用一个基因就可以,人类的细胞却不行。
稻盛: 一个基因不行的话,就需要将这24个基因按照各种排列组合来进行实验吧?
山中: 是的,很烦琐,想想就会觉得很绝望。当时从奈良先端科学技术大学院大学时代就在一起搞研究的高桥和利先生想到了将24个基因全都导入皮肤细胞进行实验。往皮肤细胞里导入一个基因都很困难,而他当时提出将24个全都导入进去,这种想法本身就非常独特。而实际上将所有的基因都导入进去之后,结果真的制成了类似于ES细胞的细胞。那么接下来,就是要确认这24个基因里面到底哪个才是我们要寻找的标签。接下来该怎么办才好呢?
稻盛: 听说想出筛选出最后这四个基因的方法的,也是研究室里您的助手?
山中: 高桥君当时跟我说:“老师,我们把这24个基因,一个一个往外拿出来,怎么样?”我听了顿时就觉得茅塞顿开。如果拿出来的基因是个关键基因,那另外的23个即便是在里面,也不会进行初始化。所以当时我听到这个方法时很感动,一个劲儿地表扬他:“高桥君,你太聪明了。”
稻盛: 的确是很聪明啊。
山中: 不只是聪明,高桥君了不起的地方,是他马上就开始动手进行实验。说起来容易,做起来可真是个非常复杂的实验。而他却兴致勃勃地坚持做了下来,最终确定了实现初始化所必要的四个基因。
稻盛: 真了不起。实验是在显微镜下面操作吧。在那么小的一个细胞里,还要放进或拿出更小的基因。可见对于研究、技术开发等工作来说,这样一点一滴的努力,以及燃烧不息的热情都是至关重要的。
山中: 既有的知识和经验,有时可能会变成研究的阻碍。也就是说,即便是想到同样的方法,但从经验上判断应该不会成功,因此而放弃。所以这个时候就不能从理论上进行思考,否则还不如去做一些可能性更大的事情。
稻盛: 我好像能明白您说的。
山中: 实际上在奈良先端科学技术大学院大学的实验室进行这个研究课题的时候,我曾经指派了另外一个更有经验的同事来做这个实验。那个人脑袋很聪明,但动手能力不强。可能是认为这个课题根本不会成功,所以当时根本没有把精力用在这个课题上面。在转职到京都大学的时候,我找他谈话,他当时已经决定去海外留学,所以后来就由高桥君来接替他继续进行这项研究。记得那个时候我跟高桥君偷偷地说,这个课题很有可能不会成功,但你不要对别人说。如果真的失败了,我可能就不能继续我的学者生涯了,你也一样,但没关系,你放心,我有医生的从业资格,到时候我找个地方开一个小诊所,你可以过来帮我招呼病人。
稻盛: 把当时自己真实的想法都告诉他了啊。
山中: 是的。但高桥君的反应很让我意外,他竟然很高兴:“我真的可以吗?”(笑)很是天真无邪呢。现在,他已经成为iPS细胞研究所高桥研究室很优秀的领导了。