5月2日, “北京大学肿瘤医院-卡迪夫(Cardiff)大学联合研究所”启动仪式暨诺贝尔奖获得者马丁·埃文斯爵士学术报告会在北京大学肿瘤医院举行。
5月2日, “北京大学肿瘤医院-卡迪夫(Cardiff)大学联合研究所”启动仪式暨诺贝尔奖获得者马丁·埃文斯爵士学术报告会在北京大学肿瘤医院举行。
卡迪夫大学是英国最具创新和进取精神的大学之一。在多年学术交流与合作的基础上,北京大学肿瘤医院与卡迪夫大学于今年正式建立实体联合研究机构,这将为双方在学术研究、人才培养方面的进一步合作提供良好的平台。
会上,卡迪夫大学主席马丁·埃文斯爵士(Sir Martin J. Evans)进行了题为“胚胎干细胞发现”的演讲。埃文斯爵士因其在胚胎干细胞研究方面的杰出贡献于2007年获得“诺贝尔生理学或医学奖”。在短短40分钟的演讲中,埃文斯爵士以其数十年的科研经历为线索,引导听众重温了哺乳动物胚胎干细胞发现过程中的重要事件。在之后的问答环节,埃文斯爵士还同听众分享了他的治学理念、科研思路和人生经历。
“获得拉斯克奖(Lasker Award)、被授予爵位以及现在的诺贝尔奖,这些的确带来了被认可以及相当程度的——甚至是意想不到的——满足感。我一直有一点非主流,我直言不讳、固执己见、在科学研究上兴趣广泛,但是在心里,我还是那个喜欢思考和探究的小男孩。”—— 埃文斯爵士
胚胎干细胞的发现
从畸胎瘤到EC细胞
在60年代,埃文斯正致力于使用爪蟾属早期胚胎观察mRNA在胚胎发育中的变化,由于试验系统的缺陷,他开始考虑使用哺乳动物胚胎的可能。
1967年发表的2篇关于小鼠畸胎瘤的综述,引起了埃文斯的注意。在一篇综述中,史蒂文斯(Stevens)描述了他确立的一个畸胎瘤高发的小鼠株,并发现,畸胎瘤中存在一种具有分化功能的多能胚胎细胞;在另一篇综述中,皮尔斯(Pierce)介绍了将单个畸胎瘤细胞移植入小鼠体内可以导致分化的畸胎瘤生成,并将这种有分化功能的癌细胞命名为胚胎癌细胞(embryonal carcinoma cells,EC)。
埃文斯从史蒂文斯提供的小鼠中,成功克隆了这种胚胎癌细胞。1975年,埃文斯的论文发表于《自然》(Nature)杂志,在文中埃文斯预言,正常小鼠胚胎中的多能胚胎细胞(pluripotential embryonic cells)也应该能够被克隆并进行体外培养。
EC细胞研究
同时期的多项研究发现,EC细胞的分化过程是遵循一定程序的。
埃文斯和他的同事发现,在体内试验环境中,将EC细胞注射入怀孕小鼠的囊胚腔,可获得欠合子后代(编者注:部分器官由EC细胞参与形成),但欠合子小鼠易发生畸胎瘤;在体外试验环境中,EC细胞最早分化出的总是胚胎外胚层,而这非常类似于在哺乳动物囊胚腔表面的内层细胞团(ICM)发育成原外胚层的过程。
这一发现,更坚定了埃文斯从正常小鼠早期胚胎中分离多能胚胎细胞的信心。
多能胚胎细胞的克隆及命名
多能胚胎细胞的克隆过程并不顺利,回顾这部分工作,埃文斯爵士认为,当时最大的阻力在于,这种细胞在体外培养条件下很快发生分化而难以保留原始的多能特性。
同考夫曼(Kaufman)的合作为埃文斯的研究带来了突破。使用考夫曼提供的“延迟植入”技术(通过卵巢切除和孕酮替代等方式),埃文斯和他的同事从129小鼠株中获得了巨大的囊胚腔并分离出与EC非常相似的细胞。
这些细胞在体外培养中可以传代并保持稳定的核型;在被植入怀孕小鼠的囊胚腔后,可以在欠合子后代体内形成生殖细胞。这种细胞后来被命名为胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)。
ES细胞带来的变革
ES细胞的发现和成功克隆,为之后的哺乳动物转基因及基因突变(基因捕获、基因敲除)研究提供了平台。大约在这个时候,史密瑟斯(Smithies)和卡佩基(Capecchi)(编者注:他们同埃文斯爵士分享了2007年的诺贝尔生理学或医学奖)研究的同源重组(homologous recombination)技术,使得特异性改动内源基因位点成为可能。应用这项基因重组技术,并使用ES细胞作为导入小鼠生殖细胞的载体,目前,已有约1/4的已知基因位点被靶向研究。
问答诺奖得主
Q:您对"癌症干细胞(cancer stem cell)"的概念有何见解?
埃文斯:我认为这是个很好的概念,它有2个层面的含义。首先,某些肿瘤是否来源于干细胞成分,因为这些细胞具有在一定刺激下增殖的潜能。第二,实体肿瘤中是否就存在增长速度缓慢的干细胞,会在放化疗中存活下来并形成残留肿瘤灶。这是一个非常值得深入探究的问题。
Q:在癌症干细胞研究的技术层面,您有什么建议?
埃文斯:我自己的研究很难为癌症干细胞领域提供技术层面的帮助,我所能提供的,是对这个想法(Idea)的建议,我认为在科学研究中,想法是非常强大和重要的,只要有好的想法,技术层面的东西就会随之解决。
Q:您认为自己成功的关键是什么?
埃文斯:我想我的一个特质是敢于作其他人不做的事情,另一个特质是执着,如果我想做一件事,我会一遍遍地重复,直至成功。诺贝尔奖经常会奖给那些在他们的研究生涯中常被主流忽略的人,他们可能在作一些边缘的研究,有时甚至难于发表。勇于做不同的事情,勇于相信你自己的想法,去寻找证据,期待意想不到的事情发生——一些试验的结果和你预期的不同,不要急于否定,检查你的试验设计和操作、重复试验,这也许会是经年来最好的发现。
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