79歲的戈登是英國劍橋大學「戈登研究所」創辦人,50歲的山中伸彌是日本京都大學再生醫學研究所教授。
這是日本人獲得諾貝爾獎的第19位,也是自從1987年利根川進獲得醫學與生理獎以來,第二位在此領域獲獎的日本人。
瑞典皇家科學院在頌辭中指出,戈登的研究「改變了我們對人體細胞如何特化的認識,為疾病診斷與治療的重要發展鋪開新路」。
人體所有組織都是從幹細胞發展而來,最後成為皮膚、血液、神經、肌肉與骨骼。科學家一度以為,不可能讓成體組織回到幹細胞的形態,也就是說,如果想取得新的幹細胞,只能先取得胚胎。不過山中與戈登發現,細胞的發展過程可以逆轉,讓成體細胞的行為像胚胎一樣。
在「誘導式多功能幹細胞(iPS)」作用下,成人的皮膚或血液細胞能轉變成幹細胞,學界希望iPS能修復受損器官而不被免疫系統排斥,而且因不需要取得胚胎,也可避免道德爭議。
戈登得知獲獎後說:「很驚訝他們居然會認可這麼久以前完成的研究。山中伸彌完成這麼好的研究工作,能跟他一起受到認可,我非常感謝。」山中伸彌則說:「我打心底認為,沒有國家支持,我不會得這個獎。事實上,我覺得是日本整個國家得了獎。」
戈登被譽為「複製教父」,1962年從青蛙腸道細胞取得遺傳密碼,將它移植到青蛙蛋裡,發展成一條正常蝌蚪,領先同儕的研究成果讓他聲名大噪。不過他15歲時,導師在成績單上寫信勸他不要在生物學界發展,否則「純粹是浪費時間,所有相關的想法都應該立即拋棄」。戈登說,這份成績單他一直放在書桌上「作為娛樂用」。
山中伸彌今年50歲,1987年神戶大學醫學部畢業後曾擔任整型外科醫師。他曾透露,別的醫師20分鐘可以動完的手術,他要花二小時,所以棄醫改行。他的姓氏「山中」在日文發音是yamanaka,但常被開玩笑唸成「邪魔中」(jamanaka),意思是「礙手礙腳」。
山中出生於大阪市,小學到大學一年級居住在奈良市。他唸高中時,因閱讀醫師德田虎雄的著作「只有生命是平等的」而深受影響,決定學醫。
山中曾負責醫治一名重症風濕關節炎女患者,看到患者嚴重關節變形的模樣,感到很震撼,立志研究如何拯救這類重症患者。
在接觸罕見疾病或受重傷的病患後,他了解到分析病因的基礎研究很重要,於是走上研究之路。
山中後來在大阪市立大學研究所開始藥理學研究,1993年4月到美國舊金山加州大學的葛萊德史東研究所(Gladstone Institutes)當博士研究員,開始研究iPS細胞。之後返日成為日本學術振興會特別研究員。
回到日本醫學界後,他對日本醫學界研究環境嚴峻感到絕望,還一度導致神經衰弱、憂鬱症。就在他準備放棄基礎研究,想從研究醫師變成薪資較高的臨床醫師之際,看到奈良尖端科學技術大學院大學在徵人,應徵後被錄取,山中獲得類似在美國的研究環境。
他曾表示,一度想放棄研究,但1998年美國博士湯姆森(James A. Thomson)成功培養出人類的多功能幹細胞,可從人的多功能幹細胞大量培植出神經、心臟、胰臟等的細胞。這讓正在研究實驗鼠幹細胞的他十分興奮。
他在奈良尖端科學技術大學院大學成功開發了iPS胞,後來成為京都大學再生醫科學研究所教授,2008年1月成為京都大學物質細胞統合系統據點iPS細胞研究中心的負責人,2010年4月成為京都大學iPS細胞研究所所長,曾獲得多項國際醫學、生理學獎。
1997年,英國宣布成功孕育出複製羊「桃莉」,關鍵技術就是戈登的發明。但早在1962年,戈登就已把青蛙的卵子剔除細胞核後,改由取自蝌蚪的細胞核替代,最後長出了新一代的蝌蚪,當時卻被譏為「笑話」、「造假」。如今細胞核轉殖技術發展突飛猛進,各種複製動物相繼出生,也衍生複製人的爭議,但也導引「萬能細胞」的出現。
山中伸彌最早把KLF4、OCT4、SOX2和C-MYC四個基因放進皮膚細胞內,製出可變化成心臟筋肉、神經等各種細胞的全新誘導多功能幹細胞,也就是俗稱的「萬能細胞」。
山中伸彌六年前才發表他的研究成果,獲獎相當快速,顯示萬能細胞受全世界重視的程度。
山中伸彌開發出這種多功能幹細胞,一舉解決了過去以胚胎幹細胞研究所帶來的倫理及道德爭議,而且不會有免疫排斥問題。另外,將來可針對各種遺傳疾病,只要取得病人任何細胞,做成客製化的誘導型幹細胞,一方面從中瞭解其病程發展,也可做為藥物篩選的平台。
戈登在1962年證明,青蛙特定細胞的DNA,例如皮膚細胞或腸細胞,能用來培育新蝌蚪。這項研究顯示,DNA仍能驅使身體所有細胞的形成。
40多年後,山中伸彌在2006年提出一種出乎意料簡單的方法,能將成體細胞轉化成原始細胞,而這些原始細胞反過來也能轉變成多種成體細胞。
基本上,原始細胞相當於胚胎幹細胞,但胚胎幹細胞一直以來存在爭議,因為取得胚胎幹細胞得先破壞人類胚胎。山中伸彌的方法讓科學家可在不破壞胚胎的情況下,取得原始細胞。
位於斯德哥爾摩的卡洛林斯卡研究所評審委員會表示:「戈登和山中伸彌的發現證明,特定細胞能在特定環境下,逆轉發育時鐘。這些發現也提供新方法給全球各地科學家,並為許多醫學領域帶來卓越進展。」
委員會說,透過重新編程人類細胞,「科學家創造出研究疾病和開發診斷與治療方法的新契機」。