2024년 뇌 장애 신경생물학 시상식

신경과학을 위한 McKnight 기부 기금은 2024년 뇌 장애 신경생물학상을 수상할 4개의 프로젝트를 선택했습니다. 뇌 질환 생물학 연구에 총 $120만 달러의 자금이 지원될 예정이며, 각 프로젝트는 향후 3년 동안 매년 $100,000를 받게 되어 프로젝트당 총 $300,000의 자금이 지원됩니다.

NBD (Neurobiology of Brain Disorders)상은 신경 및 정신 질환을 연구하는 미국 과학자들의 혁신적인 연구를 지원합니다. 이상은 뇌와 신경계에 대한 실험실 발견을 인간의 건강을 개선하기위한 진단 및 치료법으로 전환하기 위해 기본 및 임상 신경 과학 간의 협력을 장려합니다.

추가적인 관심 분야는 환경이 뇌 장애에 미치는 영향입니다. 어린 시절의 환경적 스트레스는 나중에 신경학적, 정신적 장애를 일으키는 강력한 처분 요인입니다. 연구에 따르면 유색 인종 공동체는 환경(예: 기후, 영양, 화학 물질 노출, 오염)부터 사회(예: 가족, 교육, 주택, 빈곤)에 이르는 다양한 스트레스 요인에 걸릴 위험이 더 높습니다. 임상적 관점에서 환경 요인이 뇌 질환에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것은 효과적인 치료법을 개발하는 데 필수적입니다.

"뇌 질환이 어떻게 발생하는지에 대한 이해를 넓히는 것부터 뇌 질환에 대한 새로운 새로운 치료법을 탐구하는 것까지, 올해 상을 받기로 선정된 연구자들은 신경 질환에 대한 신경학 연구에서 중요한 기반을 마련하고 있습니다"라고 의장인 Ming Guo 박사는 말했습니다. 수상 위원회 위원, Laurie & Steven C. Gordon 신경과학 의장, UCLA David Geffen 의과대학 신경학 및 약리학 교수. “그들은 악성 뇌종양, 파킨슨병, 알츠하이머병 등 파괴적이고 생명을 바꾸는 질환의 기초를 연구하고 있으며, 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 새로운 통찰력으로 이어질 수 있는 아이디어를 발전시키고 있으며 현재 치료할 수 없는 미래의 신경 질환에 대한 치료법을 잠재적으로 식별할 수 있습니다. .”

이 상은 1953년 McKnight 재단을 설립하고 뇌 질환 연구를 지원하고자 했던 William L. McKnight의 관심에서 영감을 받았습니다. 그의 딸인 Virginia McKnight Binger와 McKnight 재단 이사회는 1977년 그를 기리기 위해 McKnight 신경과학 프로그램을 설립했습니다.

매년 여러 상이 수여됩니다. 올해의 4개상은 다음과 같습니다.

올해 접수된 의향서는 134건으로 경쟁이 매우 치열합니다. 저명한 과학자들로 구성된 위원회는 편지를 검토하고 소수의 연구자를 초대하여 전체 제안서를 제출하도록 합니다. 위원회에는 Guo 박사 외에도 피츠버그 의과대학의 Susanne Ahmari, MD, Ph.D.; Gloria Choi, Ph.D., 매사추세츠 공과대학; André Fenton, Ph.D., 뉴욕대학교; Joseph G. Gleeson, MD, 캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스; Tom Lloyd, MD, Ph.D., 베일러 의과대학; 및 컬럼비아 대학교의 Michael Shadlen 박사.

2025년 수상 의향서 신청은 2024년 7월 30일에 시작됩니다.

신경 과학을위한 McKnight 기금 기금 소개

신경 과학을위한 McKnight 기부 기금 (McKnight Endowment Fund for Neuroscience)은 미네소타 주 미니애폴리스의 맥나잇 재단 (McKnight Foundation)이 전적으로 기금을 조성하고 전국 각지에서 저명한 신경 과학자를 파견 한 독립적 인 조직입니다. McKnight 재단은 1977 년부터 신경 과학 연구를 지원해 왔습니다. 재단은 3M Company의 초기 지도자 중 한 명인 William L. McKnight (1887-1978)의 의도 중 하나를 수행하기 위해 1986 년 기증 기금을 설립했습니다.

뇌 장애의 신경생물학상 외에도 기부 기금은 McKnight Scholar Awards를 통해 연례 시상 자금을 제공하여 연구 경력의 초기 단계에 있는 신경과학자들을 지원합니다.

뇌 장애 상 신경 생물학 상

아파르나 바두리(Aparna Bhaduri) 박사, 조교수, 생물화학과, 공동 연구책임자 쿠날 파텔, MD, 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 신경외과

맥락 특성화: 인간 교모세포종 형성에서 미세환경의 역할:

원발성 뇌암의 일종인 교모세포종 진단을 받은 사람들의 예후는 지난 수십 년 동안 거의 변하지 않았습니다. 한 가지 과제는 교모세포종이 발생하고 확산되는 메커니즘이 제대로 이해되지 않았다는 것입니다. 쥐 모델은 연구자들에게 너무 많은 것을 말해 줄 수 있을 뿐이며, 뇌에서 제거된 종양에 대한 연구는 종양이 어떻게 자라는지 보여주지 않습니다.

Bhaduri 박사의 연구실에서는 뇌가 어떻게 발달하는지 그리고 뇌암의 경우 특정 세포 유형이 어떻게 재활성화되는지 연구합니다. 이는 뇌 발달 단계를 모방하지만 종양에 의해 흡수됩니다. Bhaduri 연구실은 교모세포종 수술을 전문으로 하는 신경외과 의사인 Patel 박사와 협력하여 인간의 뇌 환경을 밀접하게 모방하는 줄기 세포주에서 개발된 오가노이드를 사용하여 시스템을 만들고 Patel이 수술 환자로부터 수집한 종양 샘플을 이식, 성장 및 연구하는 새로운 접근 방식을 사용합니다. . Patel은 연구에서 특히 관심을 끄는 주변 뇌 물질과 연결되는 일부 말초 세포를 제거할 수 있는 종양을 시각화하는 방법을 개발했습니다.

Bhaduri 팀은 교모세포종 세포 유형의 계통 관계(종양이 성장함에 따라 어떻게 변화하는지, 그리고 종양의 핵심, 주변부 또는 일부에서 다른 세포의 역할)를 탐구하고 종양 세포가 어떻게 상호 작용하는지 살펴볼 것입니다. 주변의 정상세포와 함께 발생과 교모세포종 사이의 연관성과 종양이 환경과 상호작용하는 방식을 이해하면 이를 방해하는 방법을 밝힐 수 있습니다.

아린 기티스(Aryn Gittis) 박사, 펜실베니아주 피츠버그 카네기멜론대학교 생명과학과 교수

도파민이 고갈된 쥐의 장기적인 운동 회복을 지원하는 회로 및 메커니즘 조사

신경 회로가 인간의 움직임을 제어하는 방법과 부상이나 손상 후 이러한 회로를 재훈련하는 방법을 이해하는 것이 Gittis 박사 연구실의 핵심 초점입니다. 그녀의 새로운 연구에서는 뇌의 가소성을 활용하여 파킨슨병의 주요 특징인 도파민 고갈의 영향을 개선하고 전기 자극을 사용하여 장기간 운동 기능을 향상시키는 방법을 탐구합니다.

뇌에 이식된 전선이 일정하고 비특이적인 전기 전하를 전달하는 심부 뇌 자극이 승인되었으며 한동안 파킨슨병의 증상을 완화하는 데 사용되었습니다. 그러나 충전을 끄면 즉시 다시 나타나는 증상만 해결합니다. Gittis의 연구실은 운동 회복에 필요한 신경 경로가 정확히 무엇인지, 전기 펄스가 이러한 하위 집단에 영향을 미치도록 "조정"할 수 있는 방법, 이러한 하위 집단을 자극하여 본질적으로 스스로 복구할 수 있는 방법을 찾는 것을 목표로 합니다. 지속적인 자극 없이.

예비 연구는 가능성을 보여줍니다. Gittis와 그녀의 팀은 도파민이 고갈된 쥐 모델을 사용하여 증상 완화에 필요한 뇌간 뉴런의 특정 하위 집단을 확인했습니다. 흥미롭게도 (일정한 흐름이 아닌) 주의 깊게 조정된 전기 펄스로 자극을 받으면 세포의 활동이 변경되어 추가 자극 없이 몇 시간 동안 향상된 이동성을 얻을 수 있습니다. 그녀의 연구 목표는 이러한 활동 변화가 치유를 시작하고 신경 회로를 재배선하기 위해 보다 영구적으로 만들어질 수 있는지 확인하는 것입니다.

탄 호앙(Thanh Hoang) 박사, 미시간 대학교, 미시건 앤아버, 미시간 신경과학 연구소, 안과, 세포 및 발달 생물학과 조교수

파킨슨병 치료를 위해 성상세포를 뉴런으로 생체 내 재프로그래밍

중추신경계(CNS)의 뉴런은 신체 기능을 조정하는 데 중요하지만 부상에 매우 취약합니다. 손상되면 뉴런은 자연적으로 스스로 복구하거나 교체하지 않으므로 효과는 되돌릴 수 없습니다. 파킨슨병에서는 도파민성 뉴런이 기능을 상실해 뇌의 도파민이 고갈됩니다. 현재 치료법은 운동 조절 개선과 같은 증상 완화에 중점을 두고 있습니다. Hoang 박사는 연구에서 다른 접근 방식을 취하고 있습니다. 즉, 뇌의 내인성 교세포를 새로운 뉴런으로 재프로그램하여 뇌 기능을 복원하는 방법을 찾는 것입니다.

Hoang의 연구실에서는 망막 뉴런을 사용하여 이 개념을 입증했습니다. Hoang은 마우스 모델을 사용하여 망막 교세포에서 억제 인자 역할을 하여 세포가 뉴런으로 전환되는 것을 방지하는 유전자를 확인했습니다. 이 네 가지 유전자의 기능이 동시에 상실되면서 신경교세포가 망막 뉴런으로 거의 완전히 전환되었습니다. 그의 연구 목표는 CNS에서 가장 풍부한 유형의 신경교 세포인 성상교세포에 동일한 원리가 적용될 수 있는지 확인하는 것입니다. 이는 그의 연구실의 이전 연구에서 나온 망막 신경교와 매우 유사합니다.

그의 새로운 연구에서 Hoang은 치료 적용을 목표로 하고 있습니다. 그는 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터를 통해 성상교세포의 억제인자를 억제하는 생체 내 과정을 완성하기 위해 노력하고 있습니다. 그의 연구는 먼저 그 과정에서 발생하는 뉴런의 유형(많은 유형이 결과로 나타나는 것으로 나타남)을 확인한 다음 구체적으로 도파민성 뉴런의 발달과 성숙을 촉진하는 데 필요한 요인이 무엇인지 결정하려고 노력할 것입니다. 이 연구는 파킨슨병 외에도 많은 신경 질환에 영향을 미치면서 세포 재프로그래밍 과학을 발전시킬 것을 약속합니다.

제이슨 셰퍼드 박사, 유타주 솔트레이크시티 유타대학교 스펜서 폭스 에클스 의과대학 교수

알츠하이머병에서 타우의 바이러스와 같은 세포간 전달

수년간의 연구를 통해 인지 저하로 나타나는 알츠하이머병에 대한 이해가 크게 확대되었지만, 그 원인과 병리학이 뇌에 어떻게 퍼지는지에 대해서는 아직 배워야 할 것이 많이 남아 있습니다. 셰퍼드 박사와 그의 연구실은 나이가 들면서 잘못 접히고 얽힐 수 있는 뇌세포에 존재하는 단백질인 타우(tau)의 역할에 초점을 맞추고 있습니다. 잘못 접힌 타우의 양과 알츠하이머병의 인지 저하 사이에는 강한 상관관계가 있습니다. 세포를 보호하려면 잘못 접힌 타우가 독성 수준까지 쌓여 세포 사멸을 일으키기 전에 추방되어야 합니다. 그러나 세포에서 방출된 잘못 접힌 타우는 타우 병리를 다른 세포와 뇌 전체로 퍼뜨릴 수 있습니다.

타우가 세포에서 어떻게 방출되는지 정확하게는 불분명하지만, 이는 "알몸" 단백질로 발생하거나 막으로 둘러싸인 세포외 소포(EV)에 포장되어 발생할 수 있습니다. 셰퍼드 팀은 시냅스 가소성과 기억 강화에 중요한 신경 유전자인 Arc가 고대 레트로바이러스 유사 요소에서 진화했을 수 있으며 바이러스를 만들어 EV를 형성하는 능력을 유지했다는 연구실의 새로운 발견에 이어 이 두 번째 가능성을 탐구하고 있습니다. 물질을 포장하여 근처 세포로 보내는 캡시드와 같습니다. Arc는 Tau를 결합하므로 Arc EV는 잘못 접힌 Tau를 확산시켜 알츠하이머병의 진행에 기여할 수도 있습니다.

그의 새로운 연구에서 Shepherd와 그의 팀은 EV에서 타우 방출의 분자 메커니즘, 타우 병리학에서 Arc의 역할, Arc 의존 메커니즘이 타우 확산에 어떻게 기여하는지 이해하는 것을 목표로 합니다. 이러한 메커니즘을 이해하면 결국 잘못 접힌 타우의 확산을 줄여 알츠하이머병 병리학의 궤적을 바꾸는 치료법으로 이어질 수 있습니다.