個人經歷
早年經歷
1962 年 9 月 4 日 ，山中伸彌出生於日本大阪府。大一之前，山中伸彌都一直居住在奈良市。高中時，山中因閱讀醫師德田虎雄的著作《只有生命是平等的》而倍受鼓舞，決定從醫。
山中的父親經營著一個生產裁縫機零配件的小工廠，雖然山中小時候也喜愛分解機械，但常常無法將其恢復原樣，受到父母的責備。機械道路上的不順利，成為山中邁上醫學道路的另一個誘因。
在父親的影響下，他立志認真學習終於考入大阪重點中學--大阪教育大學附屬天王寺高中，考入高中後其他學生都在認真學習，只有山中熱衷於柔道(據說他有夢想成為日本奧運會代表選手)，在高中的3年期間他因為練柔道就受傷了10多次(骨折)，很多人都說這個孩子大概走錯了學校，應該去考大阪體育大附屬高中，而不是在這裡學習文化知識，三年時間很快就要過去，這個失敗的學生將如何面對人生呢？山中伸彌的父親告訴他：“你多次受傷，看見醫生這么為病人減輕痛苦，你將來要成為醫生為人類服務。”於是山中就接受了父親的提議，在學校的最後階段認真學習，終於考入了著名的國立神戶大學醫學部。
學習經歷
1987年 3月：神戶大學醫學院畢業
山中伸彌1987年7月：國立大阪病院臨床研修醫
1993年 3月：大阪市立大學醫學研究科博士畢業
1993年4月：格拉斯通研究所（Gladstone Institute）博士研究員
1996年 1月：日本學術振興會特別研究員
1996年10月：大阪市立大學醫學部助手（藥理學教室）
1999年12月：奈良先端科學技術大學院大學遺傳因子教育研究中心助理教授
2003年 9月：升任奈良先端科學技術大學院大學遺傳因子教育研究中心教授
2004年10月：京都大學再生醫科學研究所(Institute for Frontier Medical Sciences)教授（再生誘導研究分野）
2008年 1月：京都大學物質-細胞統合系統據點iPS細胞研究中心長
2012年10月，獲得諾貝爾生理或醫學獎。
2012年10月，獲得2012年度日本“文化勳章”。
個人成果
山中伸彌是誘導多功能幹細胞（iPScell）創始人之一。2007年，他所在的研究團隊通過對小鼠的實驗，發現誘導人體表皮細胞使之具有胚胎幹細胞活動特徵的方法。此方法誘導出的幹細胞可轉變為心臟和神經細胞，為研究治療多種心血管絕症提供了巨大助力。這一研究成果在全世界被廣泛套用，因為其免除了使用人體胚胎提取幹細胞的倫理道德制約。
2006年山中伸彌等科學家把4個轉錄因子通過逆轉錄病毒載體轉入小鼠的成纖維細胞，使其變成多功能幹細胞。這意味著未成熟的細胞能夠發展成所有類型的細胞。
山中伸彌從其他科學家已經公布的研究結果中挑選出24種最有希望的轉錄因子。在試驗室中他發現這24種轉錄因子中的確有4種轉錄因子可以將人體細胞重組成幹細胞。他把4種基因注入皮膚細胞，從而得到“雞尾酒”iPS細胞。
事實證明這4個轉錄因子中，其中一個轉錄因子確實是“一次天大的冒險”，因為這一個是與癌症相關的轉錄因子。數月後他又發現即使不使用這個致癌基因，他仍然能夠重組細胞，這樣癌變的幾率會大大降低。但新創造的幹細胞仍然會發生癌變，在他的實驗中，121隻老鼠中，有20%產生了腫瘤。這說明使用逆轉錄病毒，可能使基因產生變異，引發腫瘤等副作用。他表示下一步的研究目標是在不使用逆轉錄酶的情況下實現細胞重組。
榮譽獎項
2007年 Meyenburg Award（Meyenburg基金會 [Meyenburg Foundation]/德國癌症研究中心 [German Cancer Research Center, DKFZ]）（德國）
2008年 《時代》雜誌“世界百大影響力人物”（The World's Most Influential People）（美國）
2008年 羅伯特·科赫獎（德國）
2008年 科學技術特別獎（日本）
2008年 邵逸夫生命科學與醫學獎
2009年 拉斯克基礎醫學獎
2011年獲得國際最高學術大獎之一的沃爾夫醫學獎，與其一起獲獎的還有美國懷特黑德研究所的Rudolf Jaenisch。
2012年，山中伸彌與美國軟體工程師利努斯·托瓦茲獲得芬蘭“千年技術獎”，二人分別獲得60萬歐元的獎金。
2012年10月：與英國發育生物學家約翰·格登（John Gurdon）因在細胞核重新編程研究領域的傑出貢獻而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。山中因研發出誘導多能幹細胞（iPS細胞）而為人所知。
2015年12月，獲頒香港中文大學榮譽理學博士。
研究歷程
醫生到博士
Shinya Yamanaka念高中時迷上柔道，因為受傷經常上醫院，他在爸爸的建議下隨後考入國立神戶大學醫學部，準備以後做一名骨科醫生。大學畢業做臨床實習期間，他發現自己對手術其實沒有什麼天分，別人做20分鐘的手術他兩個小時也未必完成；並且他覺得做醫生再優秀也只能幫助少數的病人，而醫學研究有成果的話通常可以幫助更多的病人，所以他的興趣轉向基礎醫學研究。在大阪市立大學博士期間，Shinya的主要工作是研究血壓調節的分子機理]。在研究過程中，Shinya對小鼠基因敲除和轉基因技術感到震驚，於是他在申請博士後位置的時候聯繫的都是利用這些技術的實驗室。
博士後階段
這位失敗的骨科醫生最後被加州Gladstone Institute的Thomas Innerarity納入門下（圖一）。Thomas實驗室研究的是血脂調節，跟Shinya博士期間的工作有點關係。Shinya的新課題是研究ApoB mRNA的編輯蛋白ApoBEC1。
ApoB是低密度脂蛋白的主要構成成分。ApoB mRNA可以被編輯酶ApoBEC1脫氨提前終止翻譯，形成兩種不同大小的蛋白：全長的ApoB100和大約一半長的ApoB48。經過編輯的ApoB48在血漿中會被迅速清除。Thomas預測，如果在肝臟中過表達ApoBEC1，那么血脂就可能降低；如果這個模型可行的話，也許未來通過基因療法可以幫助一些肥胖病人降低血脂。
Shinya一周七天地勤奮工作，花了六個月做成了轉基因鼠。有一天早上，幫他維護小鼠的技術員告訴他：Shinya，你的許多小鼠都懷孕了，可是小鼠是公的。Shinya說你不是跟我開玩笑吧。他到老鼠房一看，果真有很多公鼠看起來懷孕了。他殺了其中幾隻，發現原來是小鼠得了肝癌，肝臟腫大撐大了肚皮。
ApoBEC1過表達後低密度脂蛋白是降低了，但是高密度脂蛋白卻升高了，同時還得了肝癌，這買賣不合算啊。Shinya在一次講座中總結了其中的經驗教訓：其一，科學是不可預測的；其二，不要嘗試在病人身上做新基因的治療；其三，也許最重要的是，不要相信導師的假說。
Thomas對結果不能符合預期很失望，但是這個預想之外的結果卻引起了Shinya的好奇：究竟是什麼機理使小鼠得腫瘤的呢？好在Thomas足夠開明，他允許Shinya偏離實驗室的主要方向，繼續探索ApoBEC1的致癌機理。可以想見，ApoBEC1過表達以後也可能會編輯ApoB之外的其它mRNA，找到這些mRNA也許可以解釋ApoBEC1為什麼能致癌。
由於已知ApoBEC1需識別底物mRNA的特異序列才能編輯，Shinya據此設計引物擴增，找到了ApoBEC1的一個新底物-抑制蛋白翻譯的基因Nat1。ApoBEC1過表達後，Nat1蛋白消失。從邏輯上講，如果編輯Nat1是導致ApoBEC1致癌的重要分子，那么Nat1敲除的小鼠也會長癌。
基因敲除比起轉基因要更加複雜，需要把構建的質粒原位整合到體外培養的胚胎幹細胞中。基因敲除技術不就是Shinya博士階段做夢都想學的技術嗎？於是Shinya找到所里做基因敲除的專家，當時還是助理教授的Robert Farese，從他的助手Heather Myers那裡學了這項技術的每個細節，並成功地獲得了Nat1敲除的雜合鼠。Heather Myers是Shinya的終生好友；Shinya發現iPS以後，也公開表達了對Heather Myers的感激，因為是她告訴Shinya，胚胎幹細胞不僅僅是做敲除小鼠的手段，其本身也可以是非常有趣的研究對象。
在Shinya興致勃勃地繼續追問Nat1的功能時，他的妻子帶著女兒離開他回到了日本。半年後他決定中斷研究帶著三隻珍貴的Nat1雜合鼠，也跟隨家人回國。
毛毛蟲階段
憑藉他在博士後期間發表的四篇高質量的一作論文，1996 年Shinya在母校大阪市立大學找到了助理教授的職位，繼續他的Nat1研究。
再一次地與預測出現偏差：Nat1敲除後，純合子小鼠在胚胎髮育早期就死了，根本無法觀察到成鼠是否得腫瘤。Shinya進一步研究發現，敲除Nat1的胚胎幹細胞在體外根本不能像正常幹細胞一樣分化。此時他想起了Heather Myers的話：胚胎幹細胞不僅是研究的工具，它本身也可以是非常有趣的研究對象。他的關注點開始轉移到胚胎幹細胞上來。
在剛回大阪的頭幾年，Shinya由於剛起步，只能得到少量的研究資助，他不得不自己一個人養幾百隻小鼠，日子過得非常艱苦。同時大阪市立大學醫學院的基礎研究很薄弱，周圍的人不理解Shinya研究Nat1在胚胎幹細胞中的功能有什麼意義，總是勸說Shinya做一些更靠近醫藥臨床方面的研究。而Nat1的研究論文提交給雜誌後一直被拒稿。種種壓力與不得志，Shinya因之得了一種病叫PAD（Post America Depression，離開美國後的抑鬱症；自創的玩笑話），幾乎要放棄科研回國做骨科醫生。
在他最低谷的時候，有兩件事情把他從PAD中挽救了回來。其一是James Thomson（俞君英的導師，2007年幾乎與Shinya同時宣布做出了人的iPS） 在1998年宣布從人的囊胚中採集並建立了胚胎幹細胞系：這些幹細胞在體外培養幾個月後還可以分化成不同胚層的細胞，比如腸上皮細胞，軟骨細胞，神經上皮細胞等。這給了Shinya巨大的鼓舞，他開始更加堅信胚胎幹細胞研究是有意義的，將來必然有一天會用於臨床。第二件事是條件更加優越的奈良先端科學技術研究生院看上了他的特長，招聘他去建立一個做基因敲除小鼠的facility，並給他提供了副教授的職位。
成蛹階段
千辛萬苦脫了幾層皮後，Shinya終於擁有了自己獨立的實驗室。第一次可以招幫手，好爽啊。但是問題又來了：研究生的生源是有限的，學生會傾向於選擇資歷更老條件更好的實驗室，而不一定會選擇剛起步的實驗室；你想招但人家不來啊。為了吸引學生到他實驗室，Shinya冥思苦想了好一陣，提出了一個雄心勃勃的計畫，聲稱實驗室的遠景目標是研究怎么從終末分化的成體細胞變回多能的幹細胞。
當時科學界的主流是研究怎么把胚胎多能幹細胞分化成各種不同組織的細胞，以期用這些分化的功能細胞取代受損的或者有疾病的組織細胞。Shinya認為自己的實驗室沒有實力跟這些大牛競爭，那不如反其道而行之，研究怎么從分化的細胞逆轉為多能幹細胞。
當時科學界的主流觀點認為，哺乳動物胚胎髮育過程中的細胞分化是單向的，就像是時間不可逆轉。這個觀點也並非沒有破綻，比如植物組織就具有多能性，一些植物的莖插入土壤會重新長出一棵植株，也即已經分化的莖細胞可以改變命運分化出新的根莖葉細胞。而早在1962年，也即Shinya出生的那一年，英國的John Gurdon爵士（與Shinya共享諾貝爾獎）報導了他的驚人發現：把蝌蚪的腸細胞核移植到去核的蛙卵中，新細胞可以發育成蝌蚪。如果把雜合細胞發育到囊胚期，用囊胚期的細胞核再做一次核移植，那么就可以發育出可生育傳代的成蛙。進一步地，為了說服人們接受終末分化的細胞核也具有多能性，他把成蛙不同組織的細胞進行體外培養，發現核移植後來源不同的雜合細胞都可以發育到蝌蚪階段。1997年，Ian Wilmut和Keith Campbell基於同樣的原理，把羊的乳腺細胞核移植到去核的羊卵中，成功地培育出了克隆羊多莉。2001年，科學家發現，通過與 幹細胞融合，胸腺細胞核獲得了很大程度的重編程。
Shinya計畫的第一步是找到儘可能多的，類似於Nat1參與維持幹細胞功能的因子（維持因子的意思是這些因子是胚胎幹細胞在體外培養維持多能性所必需的）。他大膽推測，如果過表達這些維持因子也許可以讓終末分化的細胞變回多能幹細胞。一旦成功，誘導的多能幹細胞會有著胚胎幹細胞所不具備的優勢：它不僅可以繞開胚胎幹細胞引起的倫理問題，病人本身的誘導幹細胞改造後重新植入病人時，由於是自身的細胞，將不會有免疫排斥的難題。
在這個遠大前景的感召下，Shinya果然“忽悠”了三個學生加入他實驗室。很快地，他們鑑定出一系列的在胚胎幹細胞特異表達的基因。其中一個基因就是Fbx15。Shinya的學生Yoshimi Tokuzawa發現Fbx15除了特異表達於胚胎幹細胞外，它還能被另外兩個胚胎幹細胞維持因子Oct3/4和Sox2直接調控。Shinya跟Yoshimi說：Fbx15應該參與維持幹細胞多能性和胚胎的發育，我猜你沒有辦法得到Fbx15敲除的純合鼠。Yoshimi構建質粒做了基因敲除小鼠，把染色體上的Fbx15基因通過同源重組替換成抗G418藥物的基因neo。
複雜的生命又一次愚弄了Shinya：Fbx15敲除的純合鼠活得很健康，沒有顯見的表型。Shinya又挑戰他的學生說：好吧，Fbx15也許不是小鼠胚胎髮育所必需的，但是它應該是維持體外胚胎幹細胞所必需的，我打賭你沒有辦法在胚胎幹細胞中徹底敲除這個基因。勤快的Yoshimi於是用較高濃度的G418從幹細胞中篩到了純合的敲除株，還是活得好好的，沒有表型。Shinya後來在回憶的時候打趣到：小鼠很happy，細胞也很happy，唯一不happy的就是可憐的學生Yoshimi了。
但是花這么多精力做的敲除小鼠不能就這么算了吧。Shinya又一次開動腦筋，想要廢物利用。他發現由於Fbx15隻在胚胎幹細胞表達，Fbx15 promoter操控的抗藥基因neo在成體的成纖維細胞里不表達，所以細胞對藥物 G418敏感；而敲除鼠里得到的胚胎幹細胞卻可以在很高濃度的 G418中生長。如果終末分化的成纖維細胞能誘導成胚胎幹細胞，那么它就會產生對 G418的 抗藥性。即便成纖維細胞只是獲得了部分胚胎幹細胞的特性，那么它也應該能抗低濃度的 G418 。Fbx15敲除鼠實際上提供了很好的篩選誘導幹細胞的系統！
iPS
憑藉他鑑定胚胎幹細胞維持因子的出色工作，2004年Shinya在名氣更大的京都大學找到新的職位。除了Fbx15敲除鼠的篩選系統，Shinya還積累了他鑑定的加上文獻報導的24個維持因子。Shinya躍躍欲試，他準備破殼而出，拍翅成蝶了！
Shinya的另一位學生Kazutoshi Takahashi此前已經發表了一篇關於幹細胞致癌性的Nature文章。Shinya決意讓他來承擔最大膽的課題-逆分化成體細胞，因為他知道，有一篇Nature文章保底，即便接下來的幾年一無所獲，他的學生也能承受得了。
即便有很好的篩選系統，這個課題在當初看來也是非常冒險甚至是不可行的。當時的人們普遍認為成體細胞失去了多能性，也許成體細胞本身就是不可逆轉的，你做什麼也沒有用。即便通過轉核技術實現了成體細胞核命運的逆轉，那也只是細胞核，不是整個細胞。胚胎細胞和成體細胞的染色體是一樣的，細胞核具有全能性，尚可理解。而且要實現細胞核的逆轉還需要轉到卵細胞，讓卵細胞質幫助它重編程，而卵細胞質中的蛋白不計其數。如果要實現整個細胞命運的逆轉需要讓細胞質中所有的蛋白重新洗牌。即便細胞可以重新編程，那也應該是很多蛋白共同參與的。Shinya當年在手上的僅僅是24個因子。也許有另外幾百幾千種因子被遺漏，缺少其中一種都無法實現重編程。用這24個因子異想天開要實現細胞重編程，根據已有的知識從邏輯上講可能性幾乎為零。
Kazutoshi這個愣頭青不管這些，他給成纖維細胞一一感染過表達這些因子的病毒，結果當然沒有篩選到任何抗 G418的細胞。Shinya知道如何保持學生的鬥志，他故作鎮定地說：你看，這說明我們的篩選系統很好啊，沒有出現任何假陽性。
在試了一遍無果後，Kazutoshi大膽提出想把24個病毒混合起來同時感染細胞。Shinya覺得這是很愚蠢的想法：沒人這么乾過啊同學，不過死馬當作活馬醫，你不嫌累的話就去試吧。
等了幾天，奇蹟竟然發生了。培養板上稀稀疏疏地竟然出現了十幾個抗 G418的細胞克隆！一個劃時代的發現誕生了。
關鍵實驗取得突破以後，其後的事情就按部就班了。Kazutoshi每次去掉一個病毒，把剩下的23個病毒混合感染成體細胞，看能長多少克隆，以此來鑑別出哪一些因子是誘導幹細胞所必需的。最後他鑑定出了四個明星因子：Oct3/4, Sox2, c-Myc,和 Klf4。這四個因子在成纖維細胞中過表達，就足以把它逆轉為多能幹細胞！
那抗 G418的細胞克隆就一定是多能幹細胞嗎？他們通過一系列的指標，比如基因表達譜，分化潛能等，發現這些細胞在相當大的程度上與胚胎幹細胞相似。
2006年Shinya報導了小鼠誘導幹細胞，引起科學界轟動[13]；2007年，他在人的細胞中同樣實現了細胞命運的逆轉，科學界沸騰了[14]。
展望
回過頭來，種種不可能，Shinya怎么就幸運地成功了呢？通過更多的研究，我們知道，幹細胞特性的維持是由一個基因網路來共同作用的，通過上調某些關鍵基因就可以重建這個網路，逆轉細胞的命運；山中伸彌最後鑑定的四個因子也不是必須的，用24個因子以外的其它因子進行組合可以達到同樣的目的。這好比是一張大網，你只要能撐起其中的幾個支點，就可以把整張網撐起來。
iPS的發現有著不同尋常的意義。首先，它更新了人們的觀念，從此之後人們不再認為細胞的命運不可逆轉，不單可以逆轉，細胞其實還可以實現不同組織間的轉分化（Transdifferentiation）。其次，iPS細胞繞過了胚胎幹細胞的倫理困境，很多實驗室都可以重複這個簡單的實驗得到iPS，開展多能幹細胞的研究。其三，iPS細胞具有很多胚胎幹細胞所沒有的優勢：來自於病人自身的iPS細胞體外操作後重新植入病人體內，免疫反應將大大減少；如果將病人的體細胞逆轉為ips細胞，在體外分化觀察在這個過程中出現的問題，就可以實現在培養皿里某種程度上模擬疾病的發生；疾病特異的iPS在體外擴增和分化以後，還可以用於篩選治療該疾病的藥物，或者對藥物的毒性進行檢測。
但是這僅僅是新的開始，生命科學如此複雜和不可預測，要把這些願景變成現實，讓iPS真正造福人類，這其中還有重重的困難。Shinya Yamanka，這位科學的寵兒，懷著最初幫助更多病人的理想，無畏地踏上了新的征程。
2012年諾貝爾獎獲獎名單
| 獎項 | 獲獎人或機構 | 主要成就 |
| 諾貝爾生理學或醫學獎 | 在細胞核重新編程研究領域作出傑出貢獻； 先後的研究共同推進了對多能性細胞的研究。 | |
| 諾貝爾物理學獎 | 塞爾日·阿羅什 大衛·維因蘭德 | 發現測量和操控單個量子系統的突破性實驗方法。 |
| 諾貝爾文學獎 | 莫言 | 諾貝爾委員會給其的頒獎詞為： "who with hallucinatory realism merges folk tales, history and the contemporary.（用魔幻般的現實主義將民間故事、歷史和現代融為一體”）" |
| 諾貝爾化學獎 | 因“G蛋白偶聯受體研究”獲獎 | |
| 諾貝爾和平獎 | 歐盟 | 歐盟“逾60年在推進歐洲的和平與和解，民主與人權方面做出的貢獻。” |
