诺贝尔生理或医学奖

诺贝尔生理或医学奖诺贝尔生理或医学奖 济南大学济南大学 张桂香张桂香概述概述 诺贝尔生理学或医学奖，是根据阿尔弗雷德诺贝尔生理学或医学奖，是根据阿尔弗雷德诺贝诺贝尔逝世前立下的遗嘱设立的尔逝世前立下的遗嘱设立的 诺贝尔在他生命的最后几年，曾先后立下过诺贝尔在他生命的最后几年，曾先后立下过3份份内容非常相似的遗嘱。内容非常相似的遗嘱。第一份立于第一份立于1889年，第二份立于年，第二份立于1893年，第年，第3份份则立于则立于1895年，最后存放在斯德哥尔摩一家银行，年，最后存放在斯德哥尔摩一家银行，也就是要以它为准的最后遗嘱。也就是要以它为准的最后遗嘱。这份遗嘱取消了分赠亲友的部分，将自己的全部这份遗嘱取消了分赠亲友的部分，将自己的全部财产用于设立奖励基金，于财产用于设立奖励基金，于1897年初在瑞典公布年初在瑞典公布于众：于众：签名人阿尔弗雷德签名人阿尔弗雷德诺贝尔，在经过成熟的考虑之诺贝尔，在经过成熟的考虑之后，就此宣布关于我身后可能留下的财产的最后遗后，就此宣布关于我身后可能留下的财产的最后遗嘱如下：嘱如下：我所留下的全部可变换为现金的财产，将以下列方我所留下的全部可变换为现金的财产，将以下列方式予以处理：式予以处理：这份资本由我的执行者投资于安全的证券方面，并这份资本由我的执行者投资于安全的证券方面，并将构成一种基金；它的利息将每年以奖金的形式，将构成一种基金；它的利息将每年以奖金的形式，分配给那些在前一年里曾赋予人类最大利益的人。分配给那些在前一年里曾赋予人类最大利益的人。上述利息将被平分为上述利息将被平分为5 5份，其分配办法如下：份，其分配办法如下：一份给在一份给在物理方面物理方面作出最重要发现或发明的人；一作出最重要发现或发明的人；一份给作出过最重要的份给作出过最重要的化学化学发现或改进的人；一份给发现或改进的人；一份给在在生理和医学生理和医学领域作出过最重要发现的人；一份给领域作出过最重要发现的人；一份给在在文学文学方面曾创作出有理想主义倾向的最杰出作品方面曾创作出有理想主义倾向的最杰出作品的人；一份给曾为促进国家之间的友好、为废除或的人；一份给曾为促进国家之间的友好、为废除或裁减常备军队以及为举行和平会议作出过最大或最裁减常备军队以及为举行和平会议作出过最大或最好工作的人。好工作的人。物理和化学奖金，物理和化学奖金，将由将由瑞典皇家科学院瑞典皇家科学院授予；授予；生生理学和医学奖金理学和医学奖金由在斯德哥尔摩的由在斯德哥尔摩的卡罗琳医学院卡罗琳医学院授予；授予；文学奖金文学奖金由在斯德哥尔摩的由在斯德哥尔摩的瑞典文学院瑞典文学院授授予；予；和平奖金和平奖金由由挪威议会挪威议会选出的一个五人委员会选出的一个五人委员会来授予。来授予。我的明确愿望是，在颁发这些奖金的时候，对于我的明确愿望是，在颁发这些奖金的时候，对于授奖候选人的国籍丝毫不予考虑，不管他是不是授奖候选人的国籍丝毫不予考虑，不管他是不是斯堪的纳维亚人，只要他值得，就应该授予奖金。斯堪的纳维亚人，只要他值得，就应该授予奖金。我在此声明，这样授予奖金是我的迫切愿望。这我在此声明，这样授予奖金是我的迫切愿望。这是我的唯一有效的遗嘱。在我死后，若发现以前是我的唯一有效的遗嘱。在我死后，若发现以前任何有关财产处理的遗嘱，一概作废。任何有关财产处理的遗嘱，一概作废。阿尔弗雷德阿尔弗雷德伯哈德伯哈德诺贝尔诺贝尔18951895年年1111月月2727日日生理与医学奖的由来生理与医学奖的由来 诺贝尔一生的大部分时间都遭受身体欠佳影响，诺贝尔一生的大部分时间都遭受身体欠佳影响，他饱受消化不良、头痛以及抑郁症的困扰，直至他饱受消化不良、头痛以及抑郁症的困扰，直至最后遭受心脏病发作的剧烈疼痛（心绞痛），而最后遭受心脏病发作的剧烈疼痛（心绞痛），而走到生命的尽头。走到生命的尽头。目前，对他为什么会在年轻的时候就遭受健康问目前，对他为什么会在年轻的时候就遭受健康问题，并不是很清楚，可能是来自劳累过度或严重题，并不是很清楚，可能是来自劳累过度或严重的精神压力。另外，尽管他对工作充满热情，他的精神压力。另外，尽管他对工作充满热情，他曾说，曾说，“我的家就是我工作的地方，工作无处不我的家就是我工作的地方，工作无处不在在”，然而他仍常常感到孤独，这种感觉甚至在，然而他仍常常感到孤独，这种感觉甚至在度假的时候也挥之不去。度假的时候也挥之不去。根据诺贝尔委员会官方网站报道，诺贝尔当年设根据诺贝尔委员会官方网站报道，诺贝尔当年设置这个奖项与其自身健康有很大关系。置这个奖项与其自身健康有很大关系。为什么选择卡罗琳学院为什么选择卡罗琳学院 卡罗琳学院（瑞典语：卡罗琳学院（瑞典语：Karolinska Institutet）又译卡罗琳斯卡学院或又译卡罗琳斯卡学院或卡罗琳医学院，是一所卡罗琳医学院，是一所医学大学，位于瑞典首医学大学，位于瑞典首都斯德哥尔摩郊外的索都斯德哥尔摩郊外的索尔纳市，建立于尔纳市，建立于1810年。年。但当时它并不起眼，由一个小医学院和一但当时它并不起眼，由一个小医学院和一个甚至培训一下理发师等非专业人士就可个甚至培训一下理发师等非专业人士就可做截肢手术的医疗职业学校合并而成。做截肢手术的医疗职业学校合并而成。当时卡罗琳学院在一些医学科目上甚至没当时卡罗琳学院在一些医学科目上甚至没有考察学生的资格，于是这里的学生不得有考察学生的资格，于是这里的学生不得不去乌普萨拉大学去学习，当时乌普萨拉不去乌普萨拉大学去学习，当时乌普萨拉大学的教授都建议关闭卡罗琳学院，将所大学的教授都建议关闭卡罗琳学院，将所有资源集中于乌普萨拉大学。有资源集中于乌普萨拉大学。尽管卡罗琳学院当时知名度不高，但是卡罗琳学尽管卡罗琳学院当时知名度不高，但是卡罗琳学院有院有贝采利乌斯贝采利乌斯和和Anders Retzius这两位医学大这两位医学大家存在，这在很大程度上决定了诺贝尔的选择。家存在，这在很大程度上决定了诺贝尔的选择。当当1896年诺贝尔在其遗嘱上称将生理学与医学奖年诺贝尔在其遗嘱上称将生理学与医学奖让卡罗琳学院来颁发时，激起了很多人的反对，让卡罗琳学院来颁发时，激起了很多人的反对，诺贝尔坚持自己的想法。诺贝尔坚持自己的想法。事实上卡罗琳学院也对诺贝尔事实上卡罗琳学院也对诺贝尔“挑剔挑剔”了一回，了一回，因为卡罗琳学院当时并不知道诺贝尔对生理学的因为卡罗琳学院当时并不知道诺贝尔对生理学的兴趣，后来是通过一位卡罗琳学院的生理学者的兴趣，后来是通过一位卡罗琳学院的生理学者的释疑，卡罗琳学院才接受了颁发这一奖项的邀请。释疑，卡罗琳学院才接受了颁发这一奖项的邀请。卡罗琳学院卡罗琳学院 卡罗琳学院是全瑞典惟一的一所独立医科卡罗琳学院是全瑞典惟一的一所独立医科大学，在全世界的高等教育中，是最大的大学，在全世界的高等教育中，是最大的一所单一医学院。一所单一医学院。卡罗琳学院也是卡罗琳学院也是欧洲研究型大学联盟欧洲研究型大学联盟的成的成员员卡罗琳学院卡罗琳学院 与学院合作与学院合作的卡罗林大学医院的卡罗林大学医院，是瑞典最，是瑞典最大的研究训练中心之一，主导了全国大的研究训练中心之一，主导了全国30%的医学训练与的医学训练与40%的医学学术研究。的医学学术研究。卡罗琳学院著名人物卡罗琳学院著名人物 贝采利乌斯（贝采利乌斯（Jöns Jakob Berzelius，1779年年1848年）年）瑞典化学家、伯爵，化学元素符号瑞典化学家、伯爵，化学元素符号的首倡者的首倡者量子化学量子化学大师。大师。接受并发展了道尔顿的接受并发展了道尔顿的原子论原子论；以；以氧作标准测定了四十多种元素的氧作标准测定了四十多种元素的原原子量子量；建立了现代；建立了现代化学命名法化学命名法；发；发现了许多化学元素，包括现了许多化学元素，包括硅、硒、硅、硒、钍与铈；钍与铈；首先使用首先使用“有机化学有机化学”的的概念；是概念；是“电化二元论电化二元论”的提出者；的提出者；发现了发现了“同分异构同分异构”现象；首先提现象；首先提出了出了“催化催化”概念。概念。卡罗琳学院著名人物卡罗琳学院著名人物 卡尔卡尔莫桑德（莫桑德（Carl Gustaf Mosander，1792年年1858年）是贝采利乌斯的学生，也是其后继年）是贝采利乌斯的学生，也是其后继者。化学家，发现了镧、铒与铽者。化学家，发现了镧、铒与铽 古斯塔夫古斯塔夫雷齐乌斯（雷齐乌斯（Gustaf Retzius，1842年年1919年）于年）于1877年到年到1890年担任教授，解剖学年担任教授，解剖学家家 卡尔卡尔梅丁（梅丁（Karl Oskar Medin，1847年年1928年）于年）于1883年到年到1914年担任教授，小儿科医师，年担任教授，小儿科医师，以研究以研究小儿麻痹症小儿麻痹症著名著名 卡罗琳学院著名人物卡罗琳学院著名人物 菲尔菲尔埃德蒙（埃德蒙（Pehr Edman，1916年年1977年）化学家，年）化学家，1946年成为医学博士，年成为医学博士，著名的研究是一种称为著名的研究是一种称为爱德门降解爱德门降解（Edman degradation）的化学反应）的化学反应 拉斯拉斯雷克塞尔（雷克塞尔（Lars Leksell，1907年年1986年）医学家，发明年）医学家，发明放射线外科手术放射线外科手术（radiosurgery）与）与伽玛刀伽玛刀（Gamma Knife）卡罗琳学院诺奖得主卡罗琳学院诺奖得主 1955年：西奥雷尔（年：西奥雷尔（Hugo Theorell，1903年年1982年）年）1967年：格拉尼特（年：格拉尼特（Ragnar Granit，1900年年1991年）年）1970年：欧勒年：欧勒（Ulf von Euler，1905年年1983年年）1981年：威塞尔（年：威塞尔（Torsten Wiesel，1924年年 1982年：柏格斯壮（年：柏格斯壮（Sune Bergström，1916年年2004年）、山缪森（年）、山缪森（Bengt I.Samuelsson，1934年年 卡罗琳学院诺贝尔委员会卡罗琳学院诺贝尔委员会 卡罗琳学院学院中的诺贝尔卡罗琳学院学院中的诺贝尔委员会，由委员会，由50名选举出来的名选举出来的卡罗琳学院名教授组成卡罗琳学院名教授组成 负责前期工作，邀请生理医负责前期工作，邀请生理医学领域的代表提名候选人，学领域的代表提名候选人，提名截至日期为每年提名截至日期为每年2月月1日，日，诺贝尔委员会对提名进行初诺贝尔委员会对提名进行初步筛选，然后候选人提交给步筛选，然后候选人提交给诺贝尔大会。诺贝尔大会。诺贝尔委员会诺贝尔委员会 诺贝尔委员会是负责评审诺贝尔奖得奖者诺贝尔委员会是负责评审诺贝尔奖得奖者大部分工作的工作单位。大部分工作的工作单位。诺贝尔基金会在诺贝尔基金会在1900年规定，从年规定，从1901年起，年起，每年每年12月月10日的诺贝尔逝世纪念日，作为日的诺贝尔逝世纪念日，作为永久隆重举行诺贝尔奖颁奖仪式的日子。永久隆重举行诺贝尔奖颁奖仪式的日子。授奖仪式授奖仪式 从从1901年起，每年年起，每年12月月10日下午日下午4时时30分，分别分，分别在瑞典首都斯德哥尔摩（科学、文学奖）举行隆在瑞典首都斯德哥尔摩（科学、文学奖）举行隆重的诺贝尔奖仪式。重的诺贝尔奖仪式。授奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅举行，出席仪式在授奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅举行，出席仪式在斯德哥尔摩音乐厅举行，出席仪式的有瑞典国王、斯德哥尔摩音乐厅举行，出席仪式的有瑞典国王、王后、议长、首相、诺贝尔奖获得者、诺贝尔基王后、议长、首相、诺贝尔奖获得者、诺贝尔基金会主席、诺贝尔奖各项评委会代表、部分政府金会主席、诺贝尔奖各项评委会代表、部分政府大臣以及著名科学家、作家、社会名流和各国驻大臣以及著名科学家、作家、社会名流和各国驻瑞典使节等瑞典使节等2000多人。多人。授奖仪式授奖仪式 1、诺贝尔基金会主席致词。、诺贝尔基金会主席致词。2、诺贝尔奖各项评委会代表介绍获奖者的、诺贝尔奖各项评委会代表介绍获奖者的成就和贡献，诺贝尔奖获行者代表发表演成就和贡献，诺贝尔奖获行者代表发表演讲。讲。3、瑞典国王分别向物理学、化学、生理学、瑞典国王分别向物理学、化学、生理学或医学、文学和经济学奖的各位获奖者颁或医学、文学和经济学奖的各位获奖者颁发一份有题词的证书，一枚带有诺贝尔头发一份有题词的证书，一枚带有诺贝尔头像和铭文的金质奖章以及一张奖金支票。像和铭文的金质奖章以及一张奖金支票。4、授奖仪式在瑞典国歌声中结束、授奖仪式在瑞典国歌声中结束。军方背景与早期获奖者军方背景与早期获奖者 早期的诺贝尔生理学与医学奖获得者几乎早期的诺贝尔生理学与医学奖获得者几乎都有军方背景，这可能与那个战争纷纭的都有军方背景，这可能与那个战争纷纭的时代紧密相关，这样的获奖者有埃米尔时代紧密相关，这样的获奖者有埃米尔.贝贝林（林（Emil Behring）、罗纳德）、罗纳德.罗斯罗斯（Ronald Ross）、圣地亚哥）、圣地亚哥.拉蒙拉蒙-卡哈尔卡哈尔（Santiago Ramn y Cajal）等人。）等人。传染病与诺贝尔奖传染病与诺贝尔奖 早期诺贝尔生理学或医学奖的获得者几乎都是在早期诺贝尔生理学或医学奖的获得者几乎都是在与人类健康方面作出了杰出的贡献的学者，这是与人类健康方面作出了杰出的贡献的学者，这是一个既能探究生命，也能减少人类死亡的领域，一个既能探究生命，也能减少人类死亡的领域，所以早期诺贝尔委员会颇为关注这个领域。所以早期诺贝尔委员会颇为关注这个领域。传染病是当时人类的一大传染病是当时人类的一大“天敌天敌”，严重威胁人，严重威胁人类的生存，早期诺贝尔获奖者与传染病研究相关。类的生存，早期诺贝尔获奖者与传染病研究相关。如：夏尔如：夏尔.拉韦朗（拉韦朗（Charles Lavera）、保罗）、保罗.埃埃尔利希（尔利希（Paul Ehrlich）、弗莱明等。、弗莱明等。病毒世界的解密病毒世界的解密 在在112年的诺奖历史中，其中有年的诺奖历史中，其中有7次生理学次生理学或医学奖是直接颁发给在病毒研究领域获或医学奖是直接颁发给在病毒研究领域获得的重要研究成果的学者。得的重要研究成果的学者。山中伸弥（日）山中伸弥（日）约翰约翰-戈登戈登（英）（英）约翰约翰格登格登 1933年生于英国萨里郡韦弗年生于英国萨里郡韦弗 利地区，利地区，1960年在英国牛津年在英国牛津 大学获得博士学位，随后在美国加州理工学院从大学获得博士学位，随后在美国加州理工学院从事研究。事研究。自自1972年起，格登在英国剑桥大学担任细胞生物年起，格登在英国剑桥大学担任细胞生物学教授，曾任该校马格达伦学院院长，目前在剑学教授，曾任该校马格达伦学院院长，目前在剑桥大学以生物学研究为核心的桥大学以生物学研究为核心的“格登学会格登学会”工作。工作。山中伸弥山中伸弥 1962年生于日本大阪，年生于日本大阪，1987年在日本年在日本神户大学获得医学学士学位，曾是一名神户大学获得医学学士学位，曾是一名整形外科医生。整形外科医生。1993年在大阪大学获得博士学位，随后任职于美国年在大阪大学获得博士学位，随后任职于美国旧金山的格拉德斯通研究所和日本奈良科技学会，旧金山的格拉德斯通研究所和日本奈良科技学会，目前还担任日本京都大学教授。目前还担任日本京都大学教授。据日本据日本朝日新闻朝日新闻报道，山中伸弥是第报道，山中伸弥是第19位获得位获得诺贝尔奖的日本人，诺贝尔奖的日本人，是继是继1987年利根川进之后第二年利根川进之后第二位获得诺贝尔医学生理学奖的日本人。位获得诺贝尔医学生理学奖的日本人。获奖理由获奖理由 在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献 两位科学家取得的成果都两位科学家取得的成果都与诱导多功能干细胞相与诱导多功能干细胞相关关。这种细胞又称。这种细胞又称iPS细胞，是动物特定成熟细胞细胞，是动物特定成熟细胞（以体细胞为主）经过诱导因子（以体细胞为主）经过诱导因子“编程编程”处理后处理后转化而成的干细胞。转化而成的干细胞。它具有和胚胎干细胞等其他干细胞类似的功能，它具有和胚胎干细胞等其他干细胞类似的功能，可以发育成组织和器官，同时规避了胚胎干细胞可以发育成组织和器官，同时规避了胚胎干细胞研究面临的伦理和法律障碍，创造了生命科学研研究面临的伦理和法律障碍，创造了生命科学研究的一大潮流，是有望应用于再生医疗和制药的究的一大潮流，是有望应用于再生医疗和制药的划时代成果划时代成果 细胞核重编程细胞核重编程 所谓细胞核重编程即将所谓细胞核重编程即将成年体细胞重新诱成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态导回早期干细胞状态，以用于形成各种类，以用于形成各种类型的细胞，应用于临床医学型的细胞，应用于临床医学 一直以来，人体干细胞都被认为是一直以来，人体干细胞都被认为是单向地单向地从不成熟细胞发展为专门的成熟细胞，生从不成熟细胞发展为专门的成熟细胞，生长过程不可逆转。然而，格登和山中伸弥长过程不可逆转。然而，格登和山中伸弥教授发现，教授发现，成熟的、专门的细胞可以重新成熟的、专门的细胞可以重新编程编程，成为未成熟的细胞，并进而发育成，成为未成熟的细胞，并进而发育成人体的所有组织。人体的所有组织。格登的贡献格登的贡献 格登于格登于1962年通过实验，把年通过实验，把蝌蚪蝌蚪的分化细的分化细胞的细胞核移植进入胞的细胞核移植进入卵母细胞质卵母细胞质中，并培中，并培育出成体青蛙。育出成体青蛙。这一实验首次证实：分化了的细胞基因组这一实验首次证实：分化了的细胞基因组是可以逆转变化的，具有划时代的意义。是可以逆转变化的，具有划时代的意义。2006年，山中伸弥等科学家把年，山中伸弥等科学家把4个关键个关键基因基因通过通过逆转录病毒载体逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞，胞，使其变成多功能干细胞，这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。型的细胞。山中伸弥的贡献山中伸弥的贡献台媒评议台媒评议2012诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 台湾台湾联合报联合报刊载评论：刊载评论：约翰约翰 格登格登的技的技术开启人类长生的希望，却又使人类投入术开启人类长生的希望，却又使人类投入残酷的生命论战残酷的生命论战里，里，山中伸弥山中伸弥就是再生医就是再生医学大战中开启和平契机的使者。学大战中开启和平契机的使者。评论摘编如下评论摘编如下 车子零件坏了，你会把旧零件修一修，还是换个车子零件坏了，你会把旧零件修一修，还是换个新的？新的？自秦始皇以来，多少人追求长生不老，但人类的自秦始皇以来，多少人追求长生不老，但人类的医疗技术至今仍停留在旧零件的修补；即使器官医疗技术至今仍停留在旧零件的修补；即使器官移植，也只是拿别人用过的旧器官来替换。今年移植，也只是拿别人用过的旧器官来替换。今年诺贝尔医学奖诺贝尔医学奖的特别意义，就是让人类看到身体的特别意义，就是让人类看到身体更换好零件的希望。更换好零件的希望。得奖者之一的得奖者之一的戈登戈登，以蝌蚪实验开启以蝌蚪实验开启复制复制动物的动物的先河，但也揭开复制人的伦理潘多拉先河，但也揭开复制人的伦理潘多拉。其实，人。其实，人类至今无法类至今无法“复制复制”一个完整的你或我；因此，一个完整的你或我；因此，若能复制出新器官，可能对人更具医学意义。若能复制出新器官，可能对人更具医学意义。科学家早就想从生命起源的胚胎找答案，那里有科学家早就想从生命起源的胚胎找答案，那里有丰富的干细胞。所谓干细胞，顾名思义，就像大丰富的干细胞。所谓干细胞，顾名思义，就像大树干的基础上，可以长出小树干、树叶、果实、树干的基础上，可以长出小树干、树叶、果实、花朵等。胚胎干细胞也可以长出各种不同的器官。花朵等。胚胎干细胞也可以长出各种不同的器官。问题是：过多的胚胎需求也诱发人工流产、制造问题是：过多的胚胎需求也诱发人工流产、制造胚胎等扼杀生命的伦理论战。另外，胚胎等扼杀生命的伦理论战。另外，这些绝大多这些绝大多数不是用自己的胚胎，而别人胚胎长出的器官移数不是用自己的胚胎，而别人胚胎长出的器官移植至自己体内，仍有排斥问题。植至自己体内，仍有排斥问题。用白话说，更换用白话说，更换“副厂副厂”零件，当然比不上零件，当然比不上“原厂原厂”好用。好用。这样的争议，在保守的日本更显严肃。但这样的争议，在保守的日本更显严肃。但也正是这样严苛环境，逼得另一得奖人也正是这样严苛环境，逼得另一得奖人山山中伸弥另辟蹊径，把思考倒过来。他试着中伸弥另辟蹊径，把思考倒过来。他试着让皮肤等人体组织让皮肤等人体组织“回到过去回到过去”，也就类，也就类似让本人已存在的器官组织倒长回去干细似让本人已存在的器官组织倒长回去干细胞分裂时的情形，再搜集干细胞培养成各胞分裂时的情形，再搜集干细胞培养成各种器官。种器官。这样一来，不但不必这样一来，不但不必“杀鸡取杀鸡取卵卵”，还拿得到，还拿得到“原厂零件原厂零件”。2013年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖（从左至右）美国科学家詹姆斯（从左至右）美国科学家詹姆斯.罗斯曼和兰迪罗斯曼和兰迪.谢克曼、德国科学家托马斯谢克曼、德国科学家托马斯-C.祖德霍夫祖德霍夫兰迪兰迪谢克曼谢克曼 1948年出生于美国明尼苏达州，曾年出生于美国明尼苏达州，曾就学于加州大学洛杉矶分校和斯坦就学于加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学，福大学，1974年从斯坦福大学获得年从斯坦福大学获得博士学位，导师为博士学位，导师为1959年诺奖得主年诺奖得主Arthur Kornberg，所在院系正是，所在院系正是几年后几年后Rothman加入的系。加入的系。1976年，年，Schekman加入加州大学伯克加入加州大学伯克利分校，目前为该校分子与细胞生利分校，目前为该校分子与细胞生物学系教授以及霍华德休斯医学研物学系教授以及霍华德休斯医学研究所研究员。究所研究员。，詹姆斯詹姆斯罗斯曼罗斯曼 出生于美国麻省出生于美国麻省Haverhill，1976年从哈佛医学院获得博士学位，曾年从哈佛医学院获得博士学位，曾在在MIT做过博后。做过博后。1978年他进入斯坦福大学，开始年他进入斯坦福大学，开始了对细胞囊泡的研究。他曾任职的了对细胞囊泡的研究。他曾任职的研究机构还包括普林斯顿大学、纪研究机构还包括普林斯顿大学、纪念斯隆念斯隆-凯特灵癌症研究所和哥伦凯特灵癌症研究所和哥伦比亚大学。比亚大学。2008年，他加入耶鲁年，他加入耶鲁大学，目前为该校教授和细胞生物大学，目前为该校教授和细胞生物学系主席。学系主席。托马斯托马斯苏德霍夫苏德霍夫 1955年出生于德国，他曾就学于年出生于德国，他曾就学于哥廷根大学，哥廷根大学，1982年从该校获得年从该校获得MD学位并于同年获得该校神经化学位并于同年获得该校神经化学博士学位。学博士学位。1983年，他加入美国德州大学西年，他加入美国德州大学西南医学中心，作为南医学中心，作为Michael Brown和和Joseph Goldstein的博的博后（后（Joseph Goldstein于于1985年年获得诺贝尔生理学或医学奖）。获得诺贝尔生理学或医学奖）。Sdhof于于1991年成为霍华德休斯年成为霍华德休斯医学研究院研究人员，医学研究院研究人员，2008年成年成为斯坦福大学分子与细胞生理学为斯坦福大学分子与细胞生理学教授。教授。研究成果研究成果 诺贝尔奖评选委员会在声明中说，他们的研究成诺贝尔奖评选委员会在声明中说，他们的研究成果解答了细胞如何组织传输，他们解构了囊泡传果解答了细胞如何组织传输，他们解构了囊泡传输输(vesicle traffic)的机制的机制罗思曼解码罗思曼解码“交接货物交接货物”的暗的暗号号 上世纪上世纪80和和90年代年代,他在哺乳动物细胞中开展了相关研究。他在哺乳动物细胞中开展了相关研究。罗思曼发现罗思曼发现,一个一个蛋白复合物蛋白复合物能帮助囊泡与能帮助囊泡与“货物货物”结合，结合，并将后者装入到囊泡中。而并将后者装入到囊泡中。而囊泡的膜及目的细胞器的膜上囊泡的膜及目的细胞器的膜上均有相应的信号蛋白。均有相应的信号蛋白。细胞内有很多类似蛋白，二者借助细胞内有很多类似蛋白，二者借助暗号，确保货物的准确及时到达。此外，罗思曼还发现，暗号，确保货物的准确及时到达。此外，罗思曼还发现，在胞外转运时，机制与胞内转运非常类似。在胞外转运时，机制与胞内转运非常类似。进一步的研究中进一步的研究中,谢克曼在酵母中谢克曼在酵母中鉴定得到基因鉴定得到基因，罗思曼，罗思曼在哺乳动物细胞中同样也有发现。这一事实也表明，细胞在哺乳动物细胞中同样也有发现。这一事实也表明，细胞运输机制沿袭自一个古老的进化起源。运输机制沿袭自一个古老的进化起源。谢克曼谢克曼 “交通堵塞交通堵塞”揭示遗传控揭示遗传控制制 兰迪兰迪谢克曼从上世纪谢克曼从上世纪70年代起开始研究细胞运输系统的年代起开始研究细胞运输系统的运转机制。运转机制。他利用他利用酵母作为模式生物酵母作为模式生物开始研究其遗传学基础。开始研究其遗传学基础。通过仔细筛选，谢克曼发现了一株运输系统有障碍的突变通过仔细筛选，谢克曼发现了一株运输系统有障碍的突变株酵母。这株酵母的运输系统像极了当今中国某些大城市株酵母。这株酵母的运输系统像极了当今中国某些大城市的交通状况，组织状况极其混乱，而且无所事事的囊泡会的交通状况，组织状况极其混乱，而且无所事事的囊泡会堆积在细胞的某一个角落。堆积在细胞的某一个角落。在明确这一状况是由基因突变所导致之后，谢克曼踏上了在明确这一状况是由基因突变所导致之后，谢克曼踏上了寻找靶基因之旅。最终，他发现有寻找靶基因之旅。最终，他发现有三类基因调控着细胞运三类基因调控着细胞运输系统的不同方面，输系统的不同方面，这一系统黑箱也随之露出一缕峥嵘。这一系统黑箱也随之露出一缕峥嵘。祖德霍夫精确祖德霍夫精确“停靠停靠”他对大脑中神经细胞间的沟通非常感兴趣。罗思曼与谢克他对大脑中神经细胞间的沟通非常感兴趣。罗思曼与谢克曼的发现可以解释囊泡中的神经递质能通过一定机制释放曼的发现可以解释囊泡中的神经递质能通过一定机制释放出来，但这种释放的精确调控机理是怎样的呢出来，但这种释放的精确调控机理是怎样的呢?上世纪上世纪90年代，人们发现年代，人们发现钙离子钙离子参与到这一过程中。由此参与到这一过程中。由此,祖德霍夫的研究开始聚焦于祖德霍夫的研究开始聚焦于神经细胞中的钙离子敏感蛋白神经细胞中的钙离子敏感蛋白。他描摹出钙离子流动的分子机制，同时还证实囊泡和细胞他描摹出钙离子流动的分子机制，同时还证实囊泡和细胞膜的融合过程是神经递质释放的关键步骤。膜的融合过程是神经递质释放的关键步骤。这一发现解释了细胞运输系统在时间上的精确性，同时还这一发现解释了细胞运输系统在时间上的精确性，同时还指出指出“货物货物”须有指令方能下车。须有指令方能下车。研究成果的意义研究成果的意义 诺贝尔奖官方网站解释了这一发现的重大意义。该网站的诺贝尔奖官方网站解释了这一发现的重大意义。该网站的报道称，报道称，生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子的生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子的工厂。工厂。比如，胰岛素在这里被制造出来并释放进入血液当比如，胰岛素在这里被制造出来并释放进入血液当中，神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些中，神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些分子在细胞内都是以分子在细胞内都是以“小包小包”的形式传递的，这就是的形式传递的，这就是“细细胞囊泡胞囊泡”。这三位获奖科学家发现了这些。这三位获奖科学家发现了这些“小包小包”是如何是如何被在被在正确的时间正确的时间输运至输运至正确地点的分子机制正确地点的分子机制。在这项发现过程中，三位科学家揭示了细胞内输运体系的在这项发现过程中，三位科学家揭示了细胞内输运体系的精细结构和控制机制。这一系统的失稳将导致有害结果，精细结构和控制机制。这一系统的失稳将导致有害结果，如神经系统疾病、糖尿病或免疫系统紊乱。如神经系统疾病、糖尿病或免疫系统紊乱。研究成果的意义研究成果的意义 他们的工作他们的工作揭示了细胞内部和外部的输运体系是如何达成揭示了细胞内部和外部的输运体系是如何达成时间与位置上的精确性的。时间与位置上的精确性的。在细胞中，不管是酵母菌还是人类，不管高等生物还是低在细胞中，不管是酵母菌还是人类，不管高等生物还是低等生物，它们体内的囊泡输运以及细胞膜融合机制都遵循等生物，它们体内的囊泡输运以及细胞膜融合机制都遵循相同的基本原理。这一体系对于一系列的生理过程而言都相同的基本原理。这一体系对于一系列的生理过程而言都至关重要，从大脑信号的传递，到荷尔蒙的释放，再到免至关重要，从大脑信号的传递，到荷尔蒙的释放，再到免疫细胞活素。但当发生疾病时，细胞内的囊泡输运机制会疫细胞活素。但当发生疾病时，细胞内的囊泡输运机制会出现问题，这当中包括一些神经系统和免疫系统疾病。离出现问题，这当中包括一些神经系统和免疫系统疾病。离开这一堪称完美的控制机制，细胞将陷于混乱。开这一堪称完美的控制机制，细胞将陷于混乱。囊泡是由单层膜包裹的精细结构，从几十纳米到囊泡是由单层膜包裹的精细结构，从几十纳米到数百纳米不等。数百纳米不等。囊泡运输是细胞内部的一种基本和重要的物质运囊泡运输是细胞内部的一种基本和重要的物质运输方式。输方式。囊泡转运过程的第一步是囊泡转运过程的第一步是膜通过出芽方式形成一膜通过出芽方式形成一个囊泡。个囊泡。生理学或医学奖解读生理学或医学奖解读 囊泡的外表面被蛋白包囊泡的外表面被蛋白包被。通过改变膜结构的被。通过改变膜结构的构象，这些蛋白将促使构象，这些蛋白将促使囊泡形成。囊泡形成。这些囊泡被分成这些囊泡被分成披网格披网格蛋白蛋白 小泡、小泡、COPI被膜被膜小泡以及小泡以及COPII被膜小被膜小泡泡三种类型。三种类型。生理学或医学奖解读生理学或医学奖解读 三类囊泡运输通路的示意图，箭头指示囊泡运输方向。三类囊泡运输通路的示意图，箭头指示囊泡运输方向。红色：红色：COPI被膜小泡；绿色：被膜小泡；绿色：COPII被膜小泡；深蓝色：披网格蛋白小被膜小泡；深蓝色：披网格蛋白小泡泡；ER：内质网；：内质网；Golgi：高尔基体；：高尔基体；Endosome：内体；：内体；Multivesicular body orlysosome：多泡体或溶酶体。图片来源：多泡体或溶酶体。图片来源： 披网格蛋白小泡披网格蛋白小泡穿梭于穿梭于外侧高尔基体和细胞质外侧高尔基体和细胞质膜膜之间之间 COPI被膜小泡被膜小泡则主要介则主要介导蛋白质导蛋白质从高尔基体运从高尔基体运回内质网回内质网 COPII被膜小泡被膜小泡则介导则介导非非选择性运输。选择性运输。三类囊泡运输通路的示意图，箭头指示囊泡运输方向。三类囊泡运输通路的示意图，箭头指示囊泡运输方向。红色：红色：COPI被膜小泡；绿色：被膜小泡；绿色：COPII被膜小泡；深蓝色：披网格蛋白小被膜小泡；深蓝色：披网格蛋白小泡泡；ER：内质网；：内质网；Golgi：高尔基体；：高尔基体；Endosome：内体；：内体；Multivesicular body orlysosome：多泡体或溶酶体。图片来源：多泡体或溶酶体。图片来源：Randy W.Schekman发现基因控制下的蛋白发现基因控制下的蛋白质在这种囊泡运输机制中起到重要作用。通过质在这种囊泡运输机制中起到重要作用。通过对比正常酵母菌细胞（左）和转运机制缺陷的对比正常酵母菌细胞（左）和转运机制缺陷的细胞（右），他成功识别出操控这一转运过程细胞（右），他成功识别出操控这一转运过程的基因。的基因。三种囊泡介导不同途径的运三种囊泡介导不同途径的运输，分工井井有条。输，分工井井有条。为了让囊泡朝着正确的方向为了让囊泡朝着正确的方向前进，细胞会布置坚固的微前进，细胞会布置坚固的微丝和微管为囊泡构筑丝和微管为囊泡构筑“快速快速运输通道运输通道”。在这些细胞骨架之上，一些在这些细胞骨架之上，一些特别的分子马达，如动力蛋特别的分子马达，如动力蛋白和驱动蛋白会背负着囊泡白和驱动蛋白会背负着囊泡的一步一步向目的地迈进。的一步一步向目的地迈进。附着在微管之上的分子马达示意图。附着在微管之上的分子马达示意图。Dynein：动力蛋白；：动力蛋白；Kinesin：驱动蛋白；：驱动蛋白；Vesicle：囊泡；：囊泡；Microtubule：微管。：微管。图片来源：图片来源：learn.genetics.utah.edu囊泡与靶位点膜结构的融合过程囊泡与靶位点膜结构的融合过程 包括两个事件：包括两个事件：首先，首先，囊泡必须特异性地识别目标膜囊泡必须特异性地识别目标膜。例。例如运输溶酶体酶的囊泡就只能把货物转运如运输溶酶体酶的囊泡就只能把货物转运到溶酶体。到溶酶体。其次，其次，囊泡必须与目标膜发生融合，从而囊泡必须与目标膜发生融合，从而释放内容物。释放内容物。膜融合过程示意图。膜融合由特定的膜融合过程示意图。膜融合由特定的V-SNARE（位于囊泡上）与（位于囊泡上）与T-SNARE（位于目标膜上）蛋白结合介导。（位于目标膜上）蛋白结合介导。Rab蛋白促进蛋白促进V-SNARE/T-SNARE复合体的形成。图片来源：复合体的形成。图片来源：www.ncbi.nlm.nih.gov动物细胞融合需要动物细胞融合需要可溶可溶性蛋白性蛋白NSF以及以及可溶性可溶性NSF附着蛋白附着蛋白SNAP的参的参与。与。NSF蛋白和蛋白和SNAP蛋蛋白能够介导不同类型的囊白能够介导不同类型的囊泡的膜融合过程。泡的膜融合过程。罗斯曼假设，膜融合的特异罗斯曼假设，膜融合的特异性是由性是由SNAP受体蛋白，也受体蛋白，也就是就是SNARE提供的。提供的。每一种运输囊泡中都有一个每一种运输囊泡中都有一个特殊的特殊的V-SNARE标志，能标志，能够与目标膜上的够与目标膜上的T-SNARE相相互作用。互作用。只有接触到相互对应的位点，只有接触到相互对应的位点，囊泡和目标膜才会形成稳定囊泡和目标膜才会形成稳定的结构进行融合。的结构进行融合。除了除了SNARE蛋白之外，蛋白之外，膜融合还需要膜融合还需要Rab蛋白的蛋白的参与，在不同的囊泡转运参与，在不同的囊泡转运过程中行使功能的过程中行使功能的Rab蛋蛋白超过白超过30种。这些蛋白能种。这些蛋白能够结合够结合GTP并将并将GTP水解，水解，从而改变自己的构型，帮从而改变自己的构型，帮助囊泡与目标膜结合。助囊泡与目标膜结合。托马斯托马斯聚德霍夫致力于神经突触的研究。他发现聚德霍夫致力于神经突触的研究。他发现了一种被称为了一种被称为突触结合蛋白突触结合蛋白的的跨膜蛋白跨膜蛋白，这种蛋，这种蛋白是钙离子感受器，能够发动囊泡融合，释放神白是钙离子感受器，能够发动囊泡融合，释放神经递质。经递质。当受到刺激时，神经细胞内部的钙离子浓度会增当受到刺激时，神经细胞内部的钙离子浓度会增加。一旦囊泡上的突触结合蛋白与钙离子结合，加。一旦囊泡上的突触结合蛋白与钙离子结合，囊泡就会通过与囊泡就会通过与SNARE等蛋白的相互作用，按需等蛋白的相互作用，按需要快速或缓慢地释放神经递质。要快速或缓慢地释放神经递质。神经递质释放机制模型局部示意图。突触结合蛋白神经递质释放机制模型局部示意图。突触结合蛋白Syt1与钙离子结合，与钙离子结合，发动膜融合过程。图中所示为发动膜融合过程。图中所示为激活区主要蛋白激活区主要蛋白（RIMs，Munc13s，RIM-BPs）的结构、）的结构、钙离子通道钙离子通道以及已完成部分组装的以及已完成部分组装的SNARE复合体复合体（由囊泡相关膜蛋白（由囊泡相关膜蛋白Synaptobrevin、SNAP-25、突触融合蛋白、突触融合蛋白Syntaxin组成）。图片来源：组成）。图片来源：Thomas C.Sdhof et al.2011.Cell 除了突触结合蛋白之外，聚德霍夫还发现了一系列除了突触结合蛋白之外，聚德霍夫还发现了一系列SNARE蛋白成员（如蛋白成员（如SNAP-25），以及包括），以及包括RIM蛋蛋白和白和Munc蛋白在内的、协助囊泡释放神经递质的蛋蛋白在内的、协助囊泡释放神经递质的蛋白质。这些发现支持并丰富了罗斯曼的白质。这些发现支持并丰富了罗斯曼的SNARE假说，假说，使得囊泡转运的分子机制越发明朗起来。使得囊泡转运的分子机制越发明朗起来。（1）有助于人们了解）有助于人们了解内分泌性、神经性和免疫内分泌性、神经性和免疫性性疾病的发生过程，从而疾病的发生过程，从而针对性地设计治疗药物。针对性地设计治疗药物。对很大一部分生理过程而言，囊泡转运系统的正常运作都对很大一部分生理过程而言，囊泡转运系统的正常运作都是至关重要的。在包括一系列神经和免疫学疾病、糖尿病是至关重要的。在包括一系列神经和免疫学疾病、糖尿病等疾病中，科学家们从患者身上观察到了的囊泡转运的缺等疾病中，科学家们从患者身上观察到了的囊泡转运的缺陷。这些缺陷与这些疾病的具体关系一旦得以阐明，我们陷。这些缺陷与这些疾病的具体关系一旦得以阐明，我们或许有可能找到攻克这些疾病的思路。或许有可能找到攻克这些疾病的思路。有啥用有啥用或可研制抗癌药物或可研制抗癌药物（2）囊泡已经被运用于）囊泡已经被运用于纳米载体或药物转运系纳米载体或药物转运系统的研究。统的研究。这些药物载体不但能搭载药物，还能够在特定的这些药物载体不但能搭载药物，还能够在特定的环境、有靶向性地释放药物，从而专一性作用于环境、有靶向性地释放药物，从而专一性作用于特定细胞（比如癌细胞），从而减轻对其他正常特定细胞（比如癌细胞），从而减轻对其他正常细胞的毒害作用。细胞的毒害作用。