Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . ( Январь 2015 ) |
Шинья Яманака | |
---|---|
Рожденный | ( 1962-09-04 )4 сентября 1962 г. Хигасиосака, Осака , Япония |
Национальность | японский |
Альма-матер | Университет Кобе ( MD ) Университет города Осака ( PhD ) |
Известный | Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки |
Награды | Премия Мейенбурга (2007) Премия Массри (2008) Премия Роберта Коха (2008) Премия Шоу (2008) Международная премия Фонда Гэрднера (2009) Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (2009) Премия Бальзана (2010) Премия Киото (2010) Премия Фонда BBVA «Фронтиры знаний» (2010) Премия Вольфа (2011) Премия Макьюэна за инновации (2011) Член Национальной академии наук [1] (2012) Премия за технологии тысячелетия (2012) Нобелевская премия по физиологии и медицине (2012) |
Научная карьера | |
Поля | Исследования стволовых клеток [2] [3] [4] |
Учреждения | Киотский университет, Нараский институт науки и технологий, Гладстонский институт сердечно-сосудистых заболеваний, Калифорнийский университет, Сан-Франциско |
Синья Яманака (山中伸弥Яманака Синъя , родился 4 сентября 1962 года) — японский исследователь стволовых клеток и лауреат Нобелевской премии . [2] [3] [4] Он является профессором и почетным директором Центра исследований и применения iPS-клеток ( индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ) Киотского университета ; [6] старшим исследователем в Институте Гладстона , аффилированном с Калифорнийским университетом в Сан-Франциско, штат Калифорния; и профессором анатомии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF). Яманака также является бывшим президентом Международного общества исследований стволовых клеток (ISSCR).
Он получил премию BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award 2010 в категории биомедицины, премию Вольфа в области медицины 2011 года совместно с Рудольфом Йенишем [7] и премию Millennium Technology Prize 2012 года совместно с Линусом Торвальдсом . В 2012 году он и Джон Гердон были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие того, что зрелые клетки могут быть преобразованы в стволовые клетки [8] . В 2013 году он был удостоен премии Breakthrough Prize в размере 3 миллионов долларов в области наук о жизни за свою работу.
Яманака родился в Хигасиосаке , Япония, в 1962 году. После окончания средней школы Теннодзи при Университете Кёику в Осаке он получил степень доктора медицины в Университете Кобе в 1987 году и степень доктора философии в Высшей школе медицины Университета города Осака в 1993 году. После этого он прошел ординатуру по ортопедической хирургии в Национальной больнице Осаки и постдокторантуру в Институте сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона в Сан-Франциско.
После этого он работал в Институте Гладстона в Сан-Франциско, США, и в Институте науки и технологий Нары в Японии. В настоящее время Яманака является профессором и почетным директором Центра исследований и применения iPS (CiRA) Киотского университета. [6] Он также является старшим исследователем в Институте Гладстона. [8] [9]
С 1987 по 1989 год Яманака был резидентом в отделении ортопедической хирургии в Национальной больнице Осаки. Его первой операцией было удаление доброкачественной опухоли у его друга Шуичи Хираты, задача, которую он не смог выполнить за час, тогда как опытный хирург занял бы у него около десяти минут. Некоторые старшие называли его «Джаманака», игра слов на японское слово, означающее препятствие. [10]
С 1993 по 1996 год он работал в Институте сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона . С 1996 по 1999 год он был доцентом в Медицинской школе Университета города Осака, но в основном занимался наблюдением за мышами в лаборатории, а не занимался реальными исследованиями. [10]
Его жена посоветовала ему стать практикующим врачом, но вместо этого он подал заявку на должность в Институте науки и технологий Нары . Он заявил, что может и будет прояснять характеристики эмбриональных стволовых клеток, и это отношение к делу помогло ему получить работу. С 1999 по 2003 год он был там доцентом и начал исследование, которое позже принесло ему Нобелевскую премию 2012 года. Он стал полным профессором и оставался в институте на этой должности с 2003 по 2005 год. С 2004 по 2010 год Яманака был профессором Института пограничных медицинских наук Киотского университета. [11] С 2010 по 2022 год Яманака был директором и профессором Центра исследований и применения iPS-клеток (CiRA) Киотского университета. [6] В апреле 2022 года он ушел в отставку и занял место почетного директора CiRA, сохранив за собой должность профессора. [6] [12]
В 2006 году он и его команда создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) из фибробластов взрослых мышей . [2] iPS-клетки очень похожи на эмбриональные стволовые клетки , эквивалент in vitro части бластоцисты ( эмбрион через несколько дней после оплодотворения), которая растет, чтобы стать собственно эмбрионом. Они смогли показать, что его iPS-клетки были плюрипотентными , т. е. способны генерировать все клеточные линии организма. Позже он и его команда создали iPS-клетки из человеческих взрослых фибробластов, [3] снова как первая группа, которая сделала это. Ключевым отличием от предыдущих попыток в этой области было использование его командой нескольких факторов транскрипции вместо трансфекции одного фактора транскрипции за эксперимент. Они начали с 24 факторов транскрипции, которые, как известно, важны для раннего эмбриона, но в конечном итоге смогли сократить их до четырех факторов транскрипции – Sox2 , Oct4 , Klf4 и c-Myc . [2]
Нобелевская премия по физиологии и медицине 2012 года была присуждена совместно сэру Джону Б. Гердону и Шинья Яманаке «за открытие того, что зрелые клетки можно перепрограммировать, чтобы они стали плюрипотентными ». [8]
Существуют различные типы стволовых клеток.
Вот некоторые типы клеток, которые помогут в понимании материала.
Типы клеток | Характеристики |
---|---|
Тотипотентные клетки | Может дать начало всем другим типам клеток. Тотипотентность сохраняется в течение первых нескольких делений клеток, например, оплодотворенной яйцеклетки. |
Плюрипотентные клетки | Может развиваться во все типы клеток (кроме тех, которые образуют амниотический мешок и плаценту). Например, ранний эмбрион состоит в основном из плюрипотентных стволовых клеток. |
Мультипотентные клетки | Могут развиться в любую из семейства близкородственных типов клеток. Например, мультипотентные клетки крови могут развиться в различные клетки крови. |
Тип | Плюсы | Минусы |
---|---|---|
Репликация соматических клеток Эмбриональная стволовая клетка (ЭС) | Отсутствие иммунного отторжения Теоретически возможна трансплантация, специфичная для пациента | Ни одного успешного случая. Необходимо много человеческих яйцеклеток. Этическая проблема: можно ли клонировать людей. |
Оплодотворенная яйцеклетка ES-клетки | Плюрипотентный Проведено много исследований Иммунное отторжение можно уменьшить с помощью банка стволовых клеток | Использование оплодотворенной яйцеклетки Иммунное отторжение Онкогенный потенциал (нельзя использовать для клинических испытаний) |
Индуцированная плюрипотентная стволовая клетка (iPS) | Нет этических проблем Плюрипотентный | Онкогенный потенциал Аномальное старение |
Взрослая стволовая клетка | Много исследований Отсутствие иммунного отторжения. Безопасно (клинические испытания). | Не такой большой потенциал дифференциации, как у ЭС-клеток |
В начале 20 века преобладающим мнением было то, что зрелые клетки навсегда заперты в дифференцированном состоянии и не могут вернуться в полностью незрелое, плюрипотентное состояние стволовых клеток. Считалось, что клеточная дифференциация может быть только однонаправленным процессом. Поэтому недифференцированные клетки яйцеклетки/раннего эмбриона могут развиваться только в специализированные клетки. Однако стволовые клетки с ограниченной потенцией (взрослые стволовые клетки) остаются в костном мозге, кишечнике, коже и т. д., чтобы действовать как источник замены клеток. [13]
Тот факт, что дифференцированные типы клеток имели специфические образцы белков, предполагает, что необратимые эпигенетические модификации или генетические изменения являются причиной однонаправленной дифференциации клеток. Таким образом, клетки постепенно становятся более ограниченными в потенциале дифференциации и в конечном итоге теряют плюрипотентность. [13]
В 1962 году Джон Б. Гердон продемонстрировал, что ядро из дифференцированной эпителиальной клетки кишечника лягушки может генерировать полностью функционального головастика путем трансплантации в энуклеированную яйцеклетку. Гердон использовал перенос ядра соматической клетки (SCNT) в качестве метода для понимания перепрограммирования и того, как клетки меняют специализацию. Он пришел к выводу, что дифференцированные ядра соматических клеток имеют потенциал для возврата к плюрипотентности. Это было изменением парадигмы в то время. Это показало, что дифференцированное ядро клетки сохранило способность успешно возвращаться в недифференцированное состояние с потенциалом для возобновления развития (плюрипотентная способность).
Однако вопрос о том, можно ли полностью перепрограммировать целую дифференцированную клетку, чтобы она стала плюрипотентной, все еще оставался открытым.
Шинья Яманака доказал, что введение небольшого набора факторов транскрипции в дифференцированную клетку достаточно для возвращения клетки в плюрипотентное состояние. Яманака сосредоточился на факторах, которые важны для поддержания плюрипотентности в эмбриональных стволовых (ЭС) клетках. Это был первый случай, когда неповрежденную дифференцированную соматическую клетку удалось перепрограммировать, чтобы она стала плюрипотентной.
Зная, что факторы транскрипции участвуют в поддержании плюрипотентного состояния, он выбрал набор из 24 факторов транскрипции ES-клеток в качестве кандидатов для восстановления плюрипотентности в соматических клетках. Во-первых, он собрал 24 фактора-кандидата. Когда все 24 гена, кодирующие эти факторы транскрипции, были введены в фибробласты кожи, лишь немногие из них фактически генерировали колонии, которые были удивительно похожи на ES-клетки. Во-вторых, были проведены дальнейшие эксперименты с меньшим количеством факторов транскрипции, добавленных для идентификации ключевых факторов, с помощью очень простой и в то же время чувствительной системы анализа. Наконец, он идентифицировал четыре ключевых гена. Они обнаружили, что 4 факторов транскрипции (Myc, Oct3/4, Sox2 и Klf4) было достаточно для преобразования эмбриональных или взрослых фибробластов мыши в плюрипотентные стволовые клетки (способные производить тератомы in vivo и способствующие появлению химерных мышей).
Эти плюрипотентные клетки называются iPS (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки); они появлялись с очень низкой частотой. iPS-клетки можно отобрать, вставив ген b-geo в локус Fbx15. Промотор Fbx15 активен в плюрипотентных стволовых клетках, которые индуцируют экспрессию b-geo, что, в свою очередь, приводит к резистентности к G418; эта резистентность помогает нам идентифицировать iPS-клетки в культуре.
Более того, в 2007 году Яманака и его коллеги обнаружили iPS-клетки с передачей по зародышевой линии (путем отбора по гену Oct4 или Nanog). Также в 2007 году они первыми получили человеческие iPS-клетки.
Некоторые проблемы, с которыми сталкиваются современные методы индуцированной плюрипотентности, — это очень низкая скорость производства iPS-клеток и тот факт, что четыре транскрипционных фактора, как показано, являются онкогенными.
В июле 2014 года во время скандала с участием японского исследователя стволовых клеток Харуко Обоката, который фальсифицировал данные, подделывал изображения и плагиатил работы других, Яманака столкнулся с общественным вниманием из-за отсутствия полной документации в его связанной работе. Яманака отрицал манипуляцию изображениями в своих работах по эмбриональным стволовым клеткам мышей, но он не смог найти лабораторных записей, подтверждающих, что исходные данные соответствовали опубликованным результатам. [14] [15] [16]
С момента первоначального открытия Яманаки в этой области было проведено много дальнейших исследований, и в технологию было внесено много усовершенствований. Улучшения, внесенные в исследования Яманаки, а также будущие перспективы его открытий, следующие:
Исследования Яманаки «открыли новую дверь, и ученые всего мира отправились в долгое путешествие исследований, надеясь раскрыть истинный потенциал наших клеток». [17]
В 2013 году клетки iPS были использованы для создания васкуляризированной и функциональной печени человека у мышей в Японии. Несколько стволовых клеток были использованы для дифференциации составных частей печени, которые затем самоорганизовались в сложную структуру. При помещении в хозяина-мышь сосуды печени соединились с сосудами хозяина и выполнили обычные функции печени, включая расщепление лекарств и секрецию печени. [18]
В 2022 году было показано, что факторы Яманаки влияют на возрастные показатели у старых мышей. [19]
В 2007 году Яманака был признан «Человеком, который имел значение» в издании журнала Time «Человек года » . [20] Яманака также был номинирован на звание финалиста Time 100 2008 года . [21] В июне 2010 года Яманака был награжден Киотской премией за перепрограммирование взрослых клеток кожи в плюрипотентные предшественники. Яманака разработал метод как альтернативу эмбриональным стволовым клеткам, таким образом обойдя подход, при котором эмбрионы уничтожались.
В мае 2010 года Яманака получил почетную степень доктора наук от Медицинской школы Маунт-Синай . [22]
В сентябре 2010 года он был удостоен премии Бальзана за свои работы по биологии и стволовым клеткам. [23]
Яманака был включен в список 15 азиатских ученых, за которыми стоит следить, по версии журнала Asian Scientist 15 мая 2011 года. [24] [25] В июне 2011 года он был награжден первой премией Макьюэна за инновации; он разделил премию в размере 100 000 долларов с Казутоши Такахаши, который был ведущим автором статьи, описывающей создание индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. [26]
В июне 2012 года он был награжден Премией тысячелетия в области технологий за свою работу в области стволовых клеток. [27] Он разделил премию в размере 1,2 миллиона евро с Линусом Торвальдсом , создателем ядра Linux. В октябре 2012 года он и его коллега-исследователь стволовых клеток Джон Гердон были награждены Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытие того, что зрелые клетки можно перепрограммировать, чтобы они стали плюрипотентными». [28]
Яманака занимался дзюдо ( черный пояс 2-го дана ) и играл в регби, будучи студентом университета. Он также имеет опыт бега марафонов. После 20-летнего перерыва он участвовал в первом Осакском марафоне в 2011 году в качестве благотворительного бегуна со временем 4:29:53. Он принимал участие в Киотском марафоне, чтобы собрать деньги на исследования iPS с 2012 года. Его личный рекорд — 3:25:20 на марафоне Беппу-Оита 2018 года .
Общие ссылки:
Конкретные цитаты:
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )