iPS研究所的神秘突破,揭秘其秘密武器在再生医学领域的应用

iPS研究所(现隶属于东京大学)确实被誉为再生医学领域的“圣地”或“发源地”,它因山中伸弥教授(Shinya Yamanaka)在2006年成功将成年皮肤细胞重编程为多功能性诱导多能干细胞(iPS细胞)而举世闻名,并因此获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
如果我们将“秘密武器”理解为在其研究领域内具有颠覆性、前瞻性或核心竞争力的技术、理念或资源,那么iPS研究所的“秘密武器”可能包括以下几个方面:
1. "iPS细胞技术本身及其衍生技术:" "高效的诱导重编程技术:" 不断优化和改进将体细胞转化为iPS细胞的效率、安全性和稳定性,这是基础。虽然Yamanaka因子(OCT4, SOX2, KLF4, c-MYC)是经典方法,但研究所在探索更简单、更安全(如剔除c-MYC)、更高效的替代因子组合或非编码RNA等重编程方法。 "iPSC分化技术:" 将iPS细胞精确地诱导分化为特定类型的细胞(如神经元、心肌细胞、胰岛素细胞等),这是实现再生医学应用的关键。研究所在此领域拥有深厚积累,能够生成多种类型的细胞用于研究或潜在治疗。 "基因编辑技术(如CRISPR/Cas9):" 在iPS细胞中进行基因编辑,

相关阅读延伸:iPS研究所的秘密武器

《环球》杂志记者/杨汀(发自东京)

诱导多功能干细胞(iPS细胞)发现者山中伸弥2012年摘得诺尔贝生理学或医学奖后,专门以这种细胞为研究对象的iPS细胞研究所开始广为人知,并承载起人们对于再生医疗的希望。

iPS研究所坐落在风景秀丽的京都市鸭川之畔,京都大学医学部校区内。它是京大最年轻的研究所,2017年正好10周岁。

然而,iPS研究所的发展是跨越式的,目前该研究所已成功培养出231种难治疾病的iPS细胞,约占日本国家认定的306种难治疾病的80%,而日本培育和保存的难治疾病的iPS细胞种类在全世界是最多的。

近日,《环球》杂志记者走进iPS研究所,找到了iPS研究所实现跨越式发展的秘密武器——合作。

开放的实验室

进入iPS研究所1栋,在接待处做过登记,国际广报室的大内田美沙纪博士带领记者刷过几道门禁,进入实验室层。开放式的实验室大平面上,不仅各研究员的实验台不设分隔,各研究室的实验区域也挨在一起。在实验区的旁侧,每个研究员还有一个办公台,也是紧凑排列。《环球》杂志记者曾采访过的日本其他理化医学研究机构,则基本上采取以教授研究室为单位的单独研究空间。

大内田告诉记者,他们的实验室称为“开放式实验室”(Open Lab),目的是为了最大程度地促进研究员之间的交流和合作,是所长山中教授以欧美的开放式实验室为蓝本,从2010年开始引入的。

比开放的形式更令人感慨的是开放的机制和氛围。2014年开始在iPS研究所担任研究员的赵明明告诉记者,在这里没有等级和组别观念,研究员可以随时找到自己的教授讨论课题,也可以随时找其他研究组的教授讨论,完全不必担心自己的教授介意。“研究员也都非常愿意向其他人公开研究内容,每年大家都会在所内所有研究员面前发表自己的研究情况和想法。我们希望讨论,希望听别人的观点,也希望别人给予意见。别人有问题的时候,我如果在这方面很擅长,也会直接过去教他。等我有困难的时候,别人也会很无私地帮我。”

记者不禁好奇这种毫无芥蒂的机制和氛围是如何形成的。“自上而下吧,山中教授和其他教授都这样做,耳濡目染,大家也都这样。”赵明明说,“这里非常重视合作,每个研究员不仅与所内的组合作,还与其他大学的实验室合作。研究中出现问题,所内基本上都能解决,如果还不行,再找其他大学。”

通力合作的完整链条

赵明明向《环球》杂志记者简要介绍了iPS中心5个研究部门的职能:未来生命科学开拓部门,用最新的科学手段对iPS进行研究;增殖分化部门,把iPS细胞向特定组织器官分化;临床应用部门,把iPS推向临床应用;技术研究部门,提供研究中相应的技术和细胞;伦理研究部门,在iPS细胞进入临床之前,将可能出现的法律和社会问题提前解决。

可以说,该所建立了从基础研究到临床,从技术层面到社会层面的iPS细胞相关研究的完整链条。“技术和临床研究发展非常快,如果到时候治疗方法和药物出来了,但碍于法律或者人们的思想意识而不能使用就很可惜,所以伦理研究也非常重要。”赵明明说。

5个研究部门下面约有30个研究室,由33名主任研究员领衔。除研究员之外,还有博士生、硕士生、技术人员、实习生等。

赵明明任职的樱井英俊研究室属于临床应用部门,主要利用iPS细胞进行先天性肌肉萎缩疾病的治疗研究。赵明明今年36岁,博士毕业于京都大学医学部。他说,iPS研究中心在吸纳人才时注重年轻化、国际化,在研究人员的学科配置上注重多样化。“研究室主任的进位年龄一般在35~45岁,一般都有欧美国家留学背景,在某一领域有自己的特长。研究员来自北美、南美、欧洲、中国、日本国内等,学科配置包括分子生物学、细胞生物学、临床医学、药学、工学等,但都围绕iPS细胞来进行研究。女性研究员约占1/3。录用竞争非常激烈。”

赵明明介绍,iPS研究所的考核体制很有包容性,“不是单纯地比论文、比论文的影响因子,也不会太过于急躁。大家有共识,科研有周期和失败的风险。”iPS研究所的考核重视长远评价和对合作的评价,包括对iPS研究所的贡献,如有没有在工作中对合作者提供必要帮助、工作进行情况、对自己工作的评价等。

高效的内外支援体系

在iPS研究中心,除了研究部门,承担着研究制度设计和研究支援的管理部门也举足轻重,有着“教授治所”、“专业人员提供研究支援”的特点。在这里,所长、副所长、顾问都由教授担任,与之并列的还有由16名教授组成的“教授会”以及由50名教员组成的“教员会”。

对于这种设置的优势,赵明明向记者介绍:“教授们最了解研究的需求、进展等等,他们时刻都在考虑(研究)需要哪些条件,并马上去执行。所以这里拥有全日本乃至全世界最好的研究条件,需要什么基本都会得到满足。不仅是最先进的仪器设备和先进的机制,研究所每年还会请国内外知名专家过来做讲座,基本上都是世界上最有名的科学家。如果非常感兴趣的话,还可以约这些科学家面谈。”

令赵明明感触很深的另一点是,iPS研究所有着高效和专业的研究支援部门和事务部门,为研究活动提供全面支持。该所共有研究支援人员约200人,基本拥有高学历和相当的科研背景,能熟练使用英语沟通,为研究人员处理日常事务和沟通研究室之间以及与所外机构的合作。

“我在研究所要干的事情,只有学会发表、做实验、写论文这3件,其他所有科研以外的事情,都交由秘书来处理。比如说电脑坏了、网络连不上了、出差报销、需要开证明手续等等,只要打电话给秘书,就会帮我解决所有问题。”赵明明说,“对于我来说,这个系统非常简单高效。每天来到实验室精力非常集中,不考虑其他事情。”

在研究经费方面,尽管2013年日本政府表示将在10年内对iPS细胞研究投入约1100亿日元的资金支持,此外还有京都大学的投入以及文部科学省的竞争性科研经费等,但由于从基础研究到实用化具有周期性,以及需要大量、快速、安全地制成iPS细胞并保持其活性等原因,iPS研究所也不是“不差钱”。为此,山中伸弥等教授还每年挑战马拉松,以给iPS细胞基金募款。据iPS研究所主页公布的数据,该基金在2016年执行预算中占比为4%左右。

走出iPS研究中心,赵明明指着大楼的玻璃墙上刻写的一排排名字告诉记者,那些都是为iPS研究所捐款的个人和企业。

“万能”的iPS细胞

iPS细胞即体细胞经诱导因子处理后转化而成的干细胞,其功能和胚胎干细胞类似,能发育成各种组织和器官。iPS细胞因具有无限增殖、多向分化潜能等功能而被视为再生医疗的“万能细胞”。iPS细胞避开了胚胎干细胞研究中的伦理问题,在视网膜疾病、心肌疾病、帕金森氏症、糖尿病等各种医疗用途中具有极大的应用前景,同时也可用于各种疾病机制的研究和新药研发。

发布于 2025-08-03 09:13
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