Шинья Яманака

редактировать
Японский исследователь стволовых клеток

Синья Яманака
Shinya yamanaka10.jpg Яманака в 2010 году
Родился(1962) -09-04) 4 сентября 1962 г. (58 лет). Хигасиосака, Осака, Япония
НациональностьЯпония
Альма-матерУниверситет Кобе (MD ). Город Осака Университет (PhD )
Известениндуцированной плюрипотентной стволовой клеткой
НаградыПремия 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). Киотская премия (2010). BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award (2010). Премия Вольфа (2011). Премия Макьювена за инновации (2011). Член Национальной академии наук (2012). Технологическая премия тысячелетия (2012). Нобелевская премия по физиологии и медицине (2012)
Научная карьера
ОбластиСтволовые клетки Исследования
УчрежденияУниверситет Киото. Институт науки и технологий Нара. Институт сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона. Калифорнийский университет, Сан-Франциско
Файл: одиночное биение кардиомиоцита через пять дней после очистки от клеточной культуры. Ogv Воспроизвести медиа Видео с единственным бьющимся кардиомиоцитом, взято из статьи open-access , соавтором которой является Яманака. Выделение клеток по типу клеток - важный этап терапии стволовыми клетками. Шинья Яманака выступает на лекции 14 января 2010 г. Премьер-министр Индии Нарендра Моди посещает Шинья Яманака в CiRA, Университет Киото. Яманака и Рёдзи Ноёри, участвующие в церемонии 50-го Всеяпонского чемпионата по регби

Синья Яманака (山 中 伸 弥, Яманака Шинья, род. 4 сентября 1962 г.) - японский исследователь стволовых клеток, лауреат Нобелевской премии. Он является директором Центра исследований и применения iPS-клеток (индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ) и профессором Института пограничных медицинских наук Киотского университета ; в качестве старшего исследователя в UCSF J. Институты Дэвида Гладстона в Сан-Франциско, Калифорния; и как профессор анатомии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (UCSF). Яманака также является бывшим президентом Международного общества исследования стволовых клеток (ISSCR).

Он получил премию BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award в категории биомедицины, премию Вольфа в медицине 2011 года с Рудольфом Яенишем и присуждение премии Технологии тысячелетия 2012 года вместе с Линусом Торвальдсом. В 2012 году он и Джон Гардон были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие, что зрелые клетки могут быть преобразованы в стволовые клетки. В 2013 году за свою работу он был удостоен премии за прорыв в науках о жизни на сумму 3 миллиона долларов.

Содержание

  • 1 Образование
  • 2 Профессиональная карьера
  • 3 Лауреат Нобелевской премии Яманаки по исследованию iPS-клеток
    • 3.1 Предпосылки - разные типы клеток
    • 3.2 Предпосылки - разные методы стволовых клеток
    • 3.3 Историческая справка, приведшая к исследованию Яманаки
    • 3.4 Исследование Яманаки
    • 3.5 Дальнейшие исследования и перспективы на будущее
  • 4 Признание
  • 5 Интерес к спорту
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Образование

Яманака родился в Хигасёсака, Япония, в 1962 году. После окончания средней школы Теннодзи при Университете Осака Кёику он получил диплом Доктор медицины степень в Университете Кобе в 1987 году и его степень доктора философии в аспирантуре городского университета Осаки в 1993 году. он прошел ординатуру по ортопедической хирургии в Национальной больнице Осаки и стипендию докторантуры в J. Институт Дэвида Гладстона из Сердечно-сосудистые заболевания, Сан-Франциско.

Впоследствии он работал в Институтах Гладстона в Сан-Франциско, США, и Институте науки и технологий Нара в Японии. Яманака в настоящее время является профессором Киотского университета, где он руководит его Центром исследований и приложений iPS. Он также является старшим исследователем в Институте Гладстона, а также директором Центра исследования и применения iPS-клеток.

Профессиональная карьера

С 1987 по 1989 год Яманака был ординатор в отделении ортопедической хирургии в Национальной больнице Осаки. Его первой операцией было удаление доброкачественной опухоли у его друга Шуичи Хирата, задача, которую он не мог выполнить за один час, в то время как опытному хирургу потребовалось бы десять минут или около того. Некоторые пожилые люди называли его «Джаманака», каламбур на японском слове, означающем препятствие.

С 1993 по 1996 год он работал в Институте Гладстона сердечно-сосудистой системы. Болезнь. С 1996 по 1999 год он был доцентом Медицинской школы Университета Осаки, но обнаружил, что в основном ухаживает за мышами в лаборатории, а не проводит реальных исследований.

Его жена посоветовала ему стать практикующим врачом, но вместо этого он подал заявку на работу в Нараский институт науки и технологий. Он заявил, что может и будет уточнять характеристики эмбриональных стволовых клеток, и это решительное отношение принесло ему эту работу. С 1999–2003 гг. Он был там доцентом и начал исследование, которое позже принесло ему Нобелевскую премию 2012 года. Он стал профессором и оставался в институте на этой должности с 2003 по 2005 год. С 2004 по 2010 год Яманака был профессором Института передовых медицинских наук. В настоящее время Яманака является директором и профессором Центра исследования и применения iPS-клеток в Киотском университете.

В 2006 году он и его команда создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) из взрослая мышь фибробласты. Клетки iPS очень похожи на эмбриональные стволовые клетки, эквивалент in vitro части бластоцисты (эмбрион через несколько дней после оплодотворения), которая растет и становится собственно эмбрионом. Они смогли показать, что его iPS-клетки были плюрипотентными, то есть способны генерировать все клеточные линии тела. Позже он и его команда создали iPS-клетки из взрослых фибробластов человека, снова в качестве первой группы, которая сделала это. Ключевым отличием от предыдущих попыток в данной области было использование его командой нескольких факторов транскрипции вместо трансфекции одного фактора транскрипции в эксперименте. Они начали с 24 факторов транскрипции, которые, как известно, играют важную роль в раннем эмбрионе, но в конце смогли снизить их до 4 факторов транскрипции - Sox2, Oct4, Klf4 и c-Myc.

Нобелевское исследование Яманаки в области iPS-клеток

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2012 года была присуждена совместно сэру Джону Б. Гардону и Шинья Яманака "за открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы, чтобы стать плюрипотентными."

Фоновыми различными типами клеток

Существуют разные типы стволовых клеток.

Это некоторые типы клетки, которые помогут понять материал.

Типы клетокХарактеристики
Тотипотентные клеткимогут дать начало всем другим типам клеток. Тотипотентность сохраняется через несколько первых делений клеток, например, оплодотворенная яйцеклетка.
Плюрипотентные клеткиМогут развиваться во все типы клеток (кроме тех, которые образуют амниотический мешок и плаценту. Например, ранний эмбрион состоит в основном из плюрипотентные стволовые клетки.
Мультипотентные клеткиМогут развиваться в любой из семейства тесно связанных типов клеток. Например, мультипотентные клетки крови могут развиваться в различные клетки крови.

Различные фоновые методы стволовых клеток

ТипПлюсыМинусы
Репликация соматических клеток Эмбриональные стволовые клетки (ES)Отсутствие иммунного отторжения

Теоретически возможна трансплантация для конкретного пациента

Без успеха. Требуется много человеческих яйцеклеток. Этическая проблема: можно клонировать человека
ЭС клетка оплодотворенной яйцеклеткиПлюрипотентная

Много исследований done

Иммунное отторжение может быть снижено с помощью банка стволовых клеток

Использование оплодотворенных яиц. Иммунное отторжение. Онкогенный потенциал. (не может использоваться для клинических испытаний)
Индуцированный плюрипотентный ствол (iPS) КлеткаНет этических проблем

Плюрипотент

Онкогенный потенциал

Аномальное старение

Взрослые стволовые клеткиМногочисленные исследования

Отсутствие иммунного отторжения Безопасно (клинические испытания)

Не такой потенциал, как ES-клетка

.

Историческая справка, ведущая к исследованию Яманаки

В начале 20-го века преобладала точка зрения, что зрелые клетки навсегда заперты в дифференцированном состоянии. д и не может вернуться в состояние полностью незрелых, плюрипотентных стволовых клеток. Они думали, что клеточная дифференциация может быть только однонаправленным процессом. Следовательно, недифференцированные клетки яйцеклетки / ранних эмбрионов могут развиваться только в специализированные клетки. Однако стволовые клетки с ограниченной эффективностью (взрослые стволовые клетки) остаются в костном мозге, кишечнике, коже и т. Д., Чтобы действовать как источник клеточного замещения.

Тот факт, что дифференцированные типы клеток имеют специфические структуры белков, предполагает необратимость эпигенетические модификации или генетические изменения, являющиеся причиной однонаправленной дифференцировки клеток. Таким образом, клетки постепенно становятся более ограниченными в потенциале дифференцировки и в конечном итоге теряют плюрипотентность.

В 1962 году Джон Б. Гурдон продемонстрировал, что ядро ​​дифференцированной эпителиальной клетки кишечника лягушки может полностью генерировать функциональный головастик путем трансплантации в яйцо без ядра. Гурдон использовал перенос ядра соматической клетки (SCNT) как метод, позволяющий понять репрограммирование и то, как клетки меняются в специализации. Он пришел к выводу, что ядра дифференцированных соматических клеток потенциально могут вернуться к плюрипотентности. В то время это был сдвиг парадигмы. Это показало, что ядро ​​дифференцированной клетки сохраняет способность успешно возвращаться в недифференцированное состояние с потенциалом возобновления развития (плюрипотентная способность).

Однако по-прежнему оставался вопрос, можно ли полностью перепрограммировать интактную дифференцированную клетку, чтобы стать плюрипотентной.

Исследование Яманаки

Шинья Яманака доказал, что введения небольшого набора факторов транскрипции в дифференцированную клетку было достаточно, чтобы вернуть клетку в плюрипотентное состояние. Яманака сосредоточился на факторах, которые важны для поддержания плюрипотентности в эмбриональных стволовых (ES) клетках. Зная, что факторы транскрипции участвуют в поддержании плюрипотентного состояния, он выбрал набор из 24 транскрипционных факторов ES-клеток в качестве кандидатов для восстановления плюрипотентности в соматических клетках.

Сначала он собрал 24 возможных фактора. Когда все 24 гена, кодирующие эти факторы транскрипции, были введены в фибробласты кожи, лишь немногие из них действительно образовали колонии, которые были удивительно похожи на ES-клетки. Во-вторых, дальнейшие эксперименты были проведены с меньшим количеством факторов транскрипции, добавленных для определения ключевых факторов, с помощью очень простой и все же чувствительной системы анализа. Наконец, он определил четыре ключевых гена. Они обнаружили, что 4 транскрипционных фактора (Myc, Oct3 / 4, Sox2 и Klf4) были достаточными для преобразования эмбриональных или взрослых фибробластов мыши в плюрипотентные стволовые клетки (способные продуцировать тератомы in vivo и вносить свой вклад в развитие химерных мышей).

Эти плюрипотентные клетки называются iPS (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) клетками; они появлялись с очень низкой частотой. iPS-клетки можно выбрать, вставив ген b-geo в локус Fbx15. Промотор Fbx15 активен в плюрипотентных стволовых клетках, которые индуцируют экспрессию b-geo, что, в свою очередь, вызывает устойчивость к G418; эта устойчивость 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 произвели человеческие iPS-клетки.

Однако есть некоторые трудности, которые необходимо преодолеть. Во-первых, это проблема очень низкой скорости продуцирования iPS-клеток, а во-вторых, то, что 4 транскрипционных фактора, как было показано, являются онкогенными.

Тем не менее, это действительно фундаментальное открытие. Это был первый случай, когда интактная дифференцированная соматическая клетка могла быть перепрограммирована, чтобы стать плюрипотентной. Это открыло совершенно новую область исследований.

В июле 2014 года скандал вокруг исследования Харуко Обоката был связан с Яманакой. Он не смог найти лабораторные записи того периода, о котором идет речь, и был вынужден извиниться.

Дальнейшие исследования и перспективы на будущее

Со времени первоначального открытия Яманаки было проведено много дальнейших исследований. поле, и многие улучшения были внесены в технологию. Улучшения, внесенные в исследования Яманаки, а также будущие перспективы его открытий, заключаются в следующем:

1. Улучшен механизм доставки факторов плюрипотентности. Сначала использовались ретровирусные векторы, которые случайным образом интегрируются в геном и вызывают нарушение регуляции генов, способствующих образованию опухоли. Однако сейчас используются неинтегрирующиеся вирусы, стабилизированные РНК или белки или эписомальные плазмиды (механизм доставки без интеграции).

2. Были идентифицированы факторы транскрипции, необходимые для индукции плюрипотентности в различных типах клеток (например, нервные стволовые клетки).

3. Были идентифицированы небольшие замещающие молекулы, которые могут замещать функцию факторов транскрипции.

4. Были проведены эксперименты по трансдифференцировке. Они пытались изменить судьбу клеток, не проходя через плюрипотентное состояние. Они смогли систематически идентифицировать гены, которые осуществляют трансдифференцировку, используя комбинации факторов транскрипции, которые индуцируют переключение клеточных судеб. Они обнаружили трансдифференцировку внутри зародышевого листка и между зародышевыми листками, например, экзокринные клетки в эндокринные клетки, фибробластные клетки в миобластные клетки, фибробластные клетки в кардиомиоцитарные клетки, фибробластные клетки в нейроны

5. Возможна клеточная заместительная терапия iPS-клетками. Стволовые клетки могут заменить больные или потерянные клетки при дегенеративных заболеваниях, и они менее подвержены иммунному отторжению. Однако существует опасность, что он может привнести мутации или другие геномные аномалии, которые сделают его непригодным для клеточной терапии. Итак, есть еще много проблем, но это очень интересная и многообещающая область исследований. Необходима дальнейшая работа, чтобы гарантировать безопасность пациентов.

6. Может использовать в медицинских целях iPS-клетки пациентов с генетическими и другими нарушениями, чтобы получить представление о процессе болезни. - Боковой амиотрофический склероз (БАС), синдром Ретта, спинальная мышечная атрофия (СМА), дефицит α1-антитрипсина, семейная гиперхолестеринемия и болезнь накопления гликогена типа 1А. - Для сердечно-сосудистых заболеваний, синдрома Тимоти, синдрома LEOPARD, синдрома удлиненного интервала QT 1 и 2 типа - болезни Альцгеймера, спиноцеребеллярной атаксии, Хантингтона и т. Д.

7. iPS-клетки обеспечивают платформу для скрининга для разработки и проверки терапевтических соединений. Например, кинетин был новым соединением, обнаруженным в iPS-клетках от семейной дизавтономии, а бета-блокаторы и блокаторы ионных каналов для синдрома удлиненного QT были идентифицированы с iPS-клетками.

Исследования Яманаки «открыли новую дверь, и ученые всего мира отправились в долгий путь исследований, надеясь раскрыть истинный потенциал наших клеток».

В 2013 году клетки iPS были используется для создания васкуляризованной и функциональной печени у мышей в Японии. Множественные стволовые клетки использовались для дифференциации составных частей печени, которые затем самоорганизовывались в сложную структуру. При помещении в организм мыши-хозяина сосуды печени соединялись с сосудами хозяина и выполняли нормальные функции печени, включая расщепление лекарств и секреции печени.

Признание

В 2007 году Яманака был признан "Человек, который имел значение" в издании Time Person of the Year журнала Time Magazine. Яманака также был номинирован финалистом Time 100 2008 года. В июне 2010 года Яманака был удостоен Киотской премии за репрограммирование клеток кожи взрослых на плюрипотенциальные предшественники. Яманака разработал этот метод как альтернативу эмбриональным стволовым клеткам, таким образом обойдя подход, при котором эмбрионы были бы уничтожены.

В мае 2010 года Яманака получил «почетную степень доктора наук» Медицинской школой Горы Синай.

В сентябре 2010 года он был награжден премией Бальзана за свои работа по биологии и стволовым клеткам.

Яманака был включен в список 15 азиатских ученых, за которыми стоит следить журналом Asian Scientist 15 мая 2011 года. В июне 2011 года он был награжден первая премия Макьюена за инновации; он разделил приз в 100 000 долларов с Кадзутоши Такахаши, который был ведущим автором статьи, описывающей генерацию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

В июне 2012 года он был награжден премией Millennium Technology Prize за его работа со стволовыми клетками. Он разделил приз в 1,2 миллиона евро с Линусом Торвальдсом, создателем ядра Linux. В октябре 2012 года он и его коллега по исследованию стволовых клеток Джон Гардон были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы, чтобы стать плюрипотентными».

Интерес к спорту

Яманака практиковал дзюдо (2-й дан черный пояс) и играл в регби, будучи студентом университета. У него также есть история 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 принял участие в Киотском марафоне, чтобы собрать деньги на исследования iPS с 2012 года. Его личный рекорд - 3:25:20 в 2018 году Беппу-Оита Марафон.

См. Также

  • флаг Японский портал
  • icon Физический портал
  • Портал биографии

Список литературы

Общие ссылки:

Конкретные цитаты:

Внешние ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с Синья Яманака.
Награды
Ему предшествовал. Майкл Гретцель Победитель Millennium Technology Prize. 2012Преемник. Стюарт Парк в
Последняя правка сделана 2021-06-08 05:46:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте