互动科普

希望“iPS细胞库”走上正轨

Newton：之前我们已经说到，再生医疗的发展比较顺利。现在，终于要开始首次临床试验了，您对此怎么看呢？

山中：日本理化研究所的高桥政代教授，将在2013年进行年龄相关性黄斑变性的临床试验，我们也将尽力协助。

此外，我们现在正在努力培育在各种再生医疗中都可以使用的“iPS细胞库”，希望在这两三年可以让它步入正轨。

Newton：“iPS细胞库”是什么呢？

山中：它是以再生医疗为目的、为进行移植他人细胞的“异体移植”而准备的储存库。现在正努力从具有特殊免疫性（HLA型）的捐赠者身上培育iPS细胞，这种细胞即使移植给其他人也不会有排异反应。然后，我们就可以准备出适合约半数日本人的免疫型iPS细胞了。

Newton：我们曾经听说过“iPS细胞银行”这一说法，它们有什么区别吗？

山中：之所以没有用“银行”这个名字，是因为它的数量很有限。大多数人只要一提到“银行”，就会想起骨髓银行或者血液银行这样的机构，里面的生物制品数量达到了几万人份甚至几十万人份的规模。为了区分，我们就用了“库”这个词。

我想，当为了探寻各种各样疾病的致病原因以及治疗方法而储存患者的iPS细胞时，其数量也可能会达到几千甚至几万人份，那时再使用“银行”这个词比较好。

Newton：原来是根据人数来区分的啊。那么要实现“iPS细胞库”的话，现在还存在哪些问题呢？

山中：我们正在花很多时间，格外慎重地考虑“如何才能征集捐献者”。要找到1名不易发生排异反应的“免疫型”人，必须要对近千人进行检验。要找更多的候选者的话，就必须对几万人进行检测。

此外，单单是检测一个人是否是免疫型就需要数百美元，要检验1万人的话就要花数百万美元。而且要让1万人来医院也是件十分麻烦的事。

Newton：还真是，想想就觉得很麻烦。

山中：不过，有的人已经有免疫型的相关信息了。比如说器官移植捐赠人的候补者，还有日本红十字会骨髓银行或输血用的血小板的捐献人等等。我们想，可以通过和这些组织的合作，来寻找特殊免疫型的人。

然而，由于iPS细胞的最终使用和原本的目的可能会有出入，所以应该怎么做才好，我们也是一边与研究所内和京都大学以及日本的很多生命伦理专家进行讨论，一边在推进。

Newton：那么，是要请找到的捐赠者们提供皮肤，然后用这些皮肤培育出iPS细胞吗？

山中：不是的，我们基本上是想用血液来培育细胞，所以要对捐赠者进行抽血。

Newton：那么您打算具体用什么方法来培育iPS细胞呢？据说现在有很多种培育iPS细胞的方法，安全性也各不相同。

山中：我们准备使用利用“质体”的方法。这是最简单的培育方法，而且也不会像当初使用逆转录酶病毒的方法那样使细胞核内的DNA“受损”。我们觉得，这是最让人放心的方法。

被山中博士等人寄予厚望的iPS细胞培育方法

山中博士等人最初发表iPS细胞时使用的培育方法（上），与现在被山中博士称为最放心的培育方法（下）。在第一种方法中，使用逆转录病毒，将用于初始化细胞的基因嵌入细胞核内的DNA中。这时，有可能会损伤DNA，破坏有用的基因等，给细胞带来不好的影响。在第二种方法中，通过不需要嵌入DNA就可以发挥作用的、呈环状的DNA质体，将基因导入细胞。这时，DNA可以保持“无损”状态。在第二种方法中，癌化的风险比较小。

确实存在品质不好的iPS细胞。我们也在继续努力去剔除它们

Newton：您也指出了另外一种被称为“万能细胞”的ES细胞的研究重要性。

山中：ES细胞可以说是iPS细胞的目标。我们认为，至少必须要保证iPS细胞拥有与ES细胞相同的安全性。因此，在过去的5年里，我们对几十株iPS细胞和十几株ES细胞进行了比较。

结果发现，不管哪种细胞，其品质都有差异，其中iPS细胞之间的品质差异更大一些。但是品质好的iPS细胞与ES细胞是无法区分开的。

Newton：也就是说，在质地上来说，ES细胞和iPS细胞基本上可以视作是同一种物质，是这样吗？

山中：只是细胞的来源不同，它们是相同的物质。ES细胞也是由研究人员培育出来的，非常人工的细胞。iPS细胞也好、ES细胞也好，都是人体中不存在的细胞。

然而，我们知道iPS细胞中品质不好的细胞会多一些。现在我们正致力于研究，如何只筛选出好的细胞。提供与ES细胞具有相同的安全性且品质优良的iPS细胞是我们现在的计划。

我们的身体有多么的“均一”，也找到了答案

Newton：现在您还对什么现象感兴趣呢？

山中：iPS细胞是将一个一个细胞克隆化的技术。一般我们会认为，我们全身每个细胞所携带的基因全部与受精卵相同，但实际上逐一检查每个细胞的话，就会发现每个细胞都有可能发生很大的变化。

iPS细胞基本上是将一个细胞的基因组照原样克隆下来的。所以，细胞之间哪怕有一点点不同，也会忠实地被再现出来。我想，这样也就可以找出“我们的身体有多么地均一化”的答案了。

Newton：这就是人们所说的“新生物学”吗？

山中：是的。迄今为止的医学都是只能看平均值，然而即使平均值很好，但是看一个个的细胞的话，就可能存在特别好的细胞和特别差的细胞，这很有可能与疾病的发病有很大关系。

一种叫做“single-cell genome sequence”（单细胞基因组测序）的从一个细胞中解读基因组的技术正在被开发出来，这种技术与iPS细胞技术结合的话，就可能实现到目前都没有实现的事情。

满脑子都是实用化的问题

Newton：对获得的荣誉您怎么看？

山中：我只是一个叫做山中伸弥的普通科学研究者，并没有什么了不起的。但是我经常会想，iPS细胞这种技术，真的是很了不起的技术，它要是得到好评的话，对我来说是很光荣的事情。但不管怎么说，这种技术还没有得到很好的应用，所以现在满脑子都在想如何才能实现它的实用化。

Newton：要实现实用化的话需要哪些条件呢？

山中：归根结底，基础研究只是医学这幅拼图中的一片而已。今后，要在实际医疗中使用的话，必须寻求厚生劳动省等机构的协助，还需要资金。拼图少一片也完成不了啊。

其次，还需要能拼图的人。我虽然接受过科学研究的训练，但是没有接受过组装拼图的训练。所以我想是不是受过组装拼图训练的人、受过经营训练的人，也应该加入到研究所呢？

Newton：我们也希望能够尽快实现实用化。谢谢！

（本文发表于《科学世界》2013年第3期）