2012年诺贝尔医学生理学奖获得者：山中伸弥（左）和约翰·格登（右）
2012年诺贝尔医学生理学奖获得者
山中伸弥（Shinya Yamanaka）：山中伸弥是诱导多功能干细胞（iPS cell）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，为研究治疗目前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应用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。山中伸弥也因此获得2009年拉斯克基础医学奖。
约翰·格登（John Gurdon）：约翰·格登生于1933年10月2日，英国发育生物学家。他在细胞核移植方面进行了开创性的研究。2009年获得拉斯克基础医学奖。他主要以在细胞核移植与克隆方面的先驱性研究而知名。2009年与山中伸弥获拉斯克基础医学奖。
iPS干细胞的发现与介绍
美国和日本两个独立研究小组分别发表论文，宣布他们的研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的“万能细胞”。这一成果有望使干细胞研究避开一直以来面临的伦理争议，从而大大推动与干细胞有关的疾病疗法研究。
细胞重编程是指细胞内基因表达模式的改变，最终表现在细胞的生物学特性的改变，比如，分化的细胞去分化，或者是分化的细胞直接转分化。其包括细胞核移植技术和诱导多能干细胞技术：前者是将一个细胞核用显微注射的方法放进另一个细胞里去。例如，John B. Gurdon在1962年发现细胞分化是个可逆转的过程。在一个经典试验中，John B. Gurdon将青蛙的已分化肠道细胞细胞核植入青蛙卵细胞中，结果这个被重新组装的卵细胞发育为正常的蝌蚪。这表明，已分化细胞的DNA仍具备发育为正常青蛙所有组织细胞类型的全部信息；后者的出现在细胞重编程领域具有划时代意义，2006年日本京都大学在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。他们把4种转录因子（Oct3、Sox2、c-Myc和Klf4）的基因重组到病毒载体上，然后引入小鼠成纤维细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
iPS干细胞技术路线
iPS干细胞的意义和缺陷
>> 生物学意义
学界评价这一突破为生物科学的“里程碑”，同时可能意味着风靡一时的胚胎干细胞克隆技术退出舞台。
>>存在的缺陷
iPS有可能携带大量的突变。有4个研究小组在iPS细胞基因组中发现了DNA单碱基突变、DNA重排及染色体数量的差异。更为糟糕的是，研究人员证实这些iPS细胞中的一些突变并非来自起源细胞，有可能是由于重编程及培育过程所导致。Loring的研究小组报道说他们在诱导iPS细胞分化为心肌细胞过程中发现了基因重排的细胞。
iPS干细胞的最新进展
>> 转座子诱导
Kaji 和Woltjen采用转座子进行诱导，获得了无病毒载体和转基因的iPS细胞，其中细胞来源于人类胎儿的纤维母细胞；基因包括Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4；载体为piggyBac转座子。其优点是提高了安全性，不易使基因癌化，且能通过转座子的切除获得无载体和转基因的IPS细胞。
>> 蛋白诱导技术
利用细胞重组因子（Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4）与细胞穿透肽融合诱导人成纤维细胞。蛋白诱导技术是目前唯一完全避开基因操作的IPS技术，避免了用病毒作为载体、DNA感染与潜在有害化学药物的风险。尽管蛋白诱导技术十分优越，但也存在一定的问题，例如，成本高、蛋白稳定性差。
>> DNA微环诱导
Jia 将重编程基因Oct4、Sox2、Lin28、Nanog和GFP标记基因导入DNA微环中，成功对脂肪干细胞进行重编程。这种微环不携带细菌DNA，此外，由于微环遗失了细胞分裂的相关基因，使得本身不能复制从而保证其稳定性。
iPS干细胞在细胞重编程的进展
>> 皮肤细胞造精子
英国纽卡斯尔大学的科学家用干细胞首次制造出了人类精子。这对成千上万的不育男性来说无疑是个福音，也许只是从身上取下一小块皮肤，就可以让他们做父亲。不过，这一尖端技术引起了医学和伦理上的争议，因为这意味着可以完全凭人工手段生孩子，甚至让死了很长一段时间的男子也可以做“父亲”。
用皮肤细胞制造精子的过程要复杂一些，先将这些细胞放入用化学物质和维生素调合成的混合物中，使细胞的生物钟回到胚胎干细胞阶段，之后再转变成精子。最后，利用试管受精技术将这些人造精子注入卵子，使卵子受精，这样就可以让那些自身不能产精的男子有自己的孩子。
>> 皮肤细胞变“心脏”
新加坡国家心脏中心一组科研人员取得重大医学突破，他们通过无菌的方式，成功将人体皮肤改造成人类诱导多能干细胞，并培育出与普通心脏一样具有脉搏跳动功能的心脏肌细胞，希望以此为心脏衰竭病患提供多一种治疗方式。
由于皮肤组织来自于病患本身，改造后的细胞特性与体内细胞相同，因此在植入身体后，不必担心会产生排斥反应，也不需要用到免疫抑制药物。”
>> 皮肤细胞培育出神经元
巴西里约热内卢联邦大学胚胎干细胞国家实验室的科研人员利用一种可诱导皮肤细胞去分化成多能干细胞的技术，在实验室里获得痴呆症患者的神经元。
目前，该技术可用来制作一种疾病的精确模型，通过诱导多能干细胞产生的神经细胞来复制疾病发生的条件，有助于科学家认识与治疗这类脑疾病。
最近发表的论文
山中伸弥
Sakurai H, Yamanaka S.Research for cell therapy by induced pluripotent stem cell.2011
Kajiwara M, Aoi T, Okita K, Takahashi R, Inoue H, Takayama N, Endo H, Eto K, Toguchida J, Uemoto S, Yamanaka S. Donor-dependent variations in hepatic differentiation from human-induced pluripotent stem cells. 2012
Tomoda K, Takahashi K, Leung K, Okada A, Narita M, Yamada NA, Eilertson KE, Tsang P, Baba S, White MP, Sami S, Srivastava D, Conklin BR, Panning B, Yamanaka S. Derivation conditions impact X-inactivation status in female human induced pluripotent stem cells.2012
Yamanaka S.Induced pluripotent stem cells: past, present, and future. 2012
Hayashi Y, Saitou M, Yamanaka S. Germline development from human pluripotent stem cells toward disease modeling of infertility.2012
约翰·格登
Narbonne P, Simpson DE, Gurdon JB.Deficient induction response in a Xenopus nucleocytoplasmic hybrid. 2011
Pasque V, Halley-Stott RP, Gillich A, Garrett N, Gurdon JB.Epigenetic stability of repressed states involving the histone variant macroH2A revealed by nuclear transfer to Xenopus oocytes.2011
Miyamoto K, Gurdon JB. Nuclear actin and transcriptional activation. 2011
Jullien J, Gurdon J.Reprogramming of gene expression following nuclear transfer to the Xenopus oocyte.2011
Koziol MJ, Gurdon JB.TCTP in development and cancer. 2012
