Ang McKnight Endowment Fund para sa Neuroscience ay pumili ng apat na proyekto para makatanggap ng 2023 Neurobiology of Brain Disorders Awards. Ang mga parangal ay magkakaroon ng kabuuang $1.2 milyon para sa pananaliksik sa biology ng mga sakit sa utak, na ang bawat proyekto ay tumatanggap ng $100,000 bawat taon sa bawat susunod na tatlong taon para sa kabuuang $300,000 na pinondohan bawat proyekto.
Sinusuportahan ng Neurobiology of Brain Disorders (NBD) Awards ang makabagong pananaliksik ng mga siyentipiko ng US na nag-aaral ng mga biological na mekanismo ng mga neurological at psychiatric disorder. Hinihikayat ng mga parangal ang mga collaborative at cross-disciplinary application na maaaring humantong sa mga pagtuklas sa laboratoryo tungkol sa utak at nervous system at sa gayon ay nag-diagnose at mga therapy upang mapabuti ang kalusugan ng tao.
Ang isang karagdagang lugar ng interes ay ang kontribusyon ng kapaligiran sa mga sakit sa utak. Ang stress sa kapaligiran sa maagang buhay ay isang malakas na salik sa pagtatapon para sa mga sakit na neurological at psychiatric sa kalaunan. Ipinapakita ng mga pag-aaral na ang mga komunidad na may kulay ay nasa mas mataas na panganib para sa mga stressor na ito, na mula sa kapaligiran (hal. klima, nutrisyon, pagkakalantad sa mga kemikal, polusyon) hanggang sa panlipunan (hal. pamilya, edukasyon, pabahay, kahirapan). Mula sa klinikal na pananaw, ang pag-unawa kung paano nakakatulong ang mga salik sa kapaligiran sa sakit sa utak ay mahalaga para sa pagbuo ng mga epektibong therapy.
"Ang pangkat ngayong taon ng mga awardees ng McKnight Neurobiology of Brain Disorders ay nangunguna sa pananaliksik sa utak at nakagawa na ng ilang mga nakamamanghang pagtuklas," sabi ni Ming Guo, MD, Ph.D., tagapangulo ng komite ng parangal at Propesor sa Neurology & Pharmacology sa UCLA David Geffen School of Medicine. "Ang gawaing ginagawa nila ay may potensyal na humantong sa mga paggamot para sa ALS, epilepsy, labis na katabaan, at kanser sa utak—mga mapangwasak na sakit na nakakaapekto sa milyun-milyong tao sa buong mundo."
Ang mga parangal ay inspirasyon ng mga interes ni William L. McKnight, na nagtatag ng The McKnight Foundation noong 1953 at gustong suportahan ang pananaliksik sa sakit sa utak. Ang kanyang anak na babae, si Virginia McKnight Binger, at ang lupon ng The McKnight Foundation ay nagtatag ng programang neuroscience ng McKnight sa kanyang karangalan noong 1977.
Maramihang mga parangal ang ibinibigay bawat taon. Ang apat na awardees ngayong taon ay:
Assistant Professor ng Neuroscience, Yale University School of Medicine, New Haven, CT
Mekanismo at mga function ng repeat expansion self-exonization sa C9orf72 ALS/FTD
Assistant Professor ng Neurology, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA
Neuron-to-OPC synapses sa adaptive at maladaptive myelination
Associate Professor, Basic Sciences Division, Fred Hutchinson Cancer Center, Seattle, WA
Adipocyte-brain mitochondrial signaling at ang mga epekto nito sa paggana ng utak
Assistant Professor ng Neurology, Brigham at Women's Hospital at Harvard Medical School, Boston, MA
Ang neurobiology ng glioma: Pag-unawa sa malignant neural circuits na nagtuturo sa paglaki ng tumor
Sa 164 na sulat ng layunin na natanggap ngayong taon, ang mga parangal ay lubos na mapagkumpitensya. Sinusuri ng isang komite ng mga kilalang siyentipiko ang mga liham at nag-iimbita ng ilang piling mananaliksik na magsumite ng mga buong panukala. Bilang karagdagan kay Dr. Guo, kasama sa komite si Sue Ackerman, Ph.D., Unibersidad ng California, San Diego; Susanne Ahmari, MD, Ph.D., University of Pittsburgh School of Medicine; Andre´ Fenton, Ph.D., New York University; Tom Lloyd, MD, Ph.D., Johns Hopkins Medical School; at Harry Orr, Ph.D., Unibersidad ng MN.
Ang deadline para sa Mga Liham ng Layunin para sa 2024 mga parangal ay Nobyembre 1, 2023.
Tungkol sa Ang McKnight Endowment Fund para sa Neuroscience
Ang McKnight Endowment Fund para sa Neuroscience ay isang malayang organisasyon na pinopondohan lamang ng The McKnight Foundation ng Minneapolis, Minnesota, at pinamumunuan ng isang board of prominent neuroscientist mula sa buong bansa. Ang McKnight Foundation ay sumuporta sa pananaliksik sa neuroscience mula pa noong 1977. Itinatag ng Foundation ang Endowment Fund noong 1986 upang isakatuparan ang isa sa mga layunin ng tagapagtatag na si William L. McKnight (1887-1978), isa sa mga unang pinuno ng 3M Company.
Bilang karagdagan sa Neurobiology of Brain Disorders Awards, ang Endowment Fund ay nagbibigay din ng taunang pagpopondo ng parangal sa pamamagitan ng McKnight Scholar Awards, na sumusuporta sa mga neuroscientist sa mga unang yugto ng kanilang mga karera sa pananaliksik.
Neurobiology ng Brain Disorder Awards
Junjie Guo, Ph.D., Assistant Professor ng Neuroscience, Yale University School of Medicine, New Haven, CT
Mekanismo at mga function ng repeat expansion self-exonization sa C9orf72 ALS/FTD
Kung gaano kakumplikado ang proseso ng pagtitiklop ng DNA, kung minsan ay may mga pagkakamali. Ang ilang mga sakit sa neurological ay nauugnay sa isang partikular na uri ng error na tinatawag na nucleotide repeat expansion (NRE), kung saan ang isang maikling DNA segment ay paulit-ulit na inuulit sa daan-daan o higit pang mga kopya. Kung saan ang mga pag-uulit na ito ay nangyayari sa mga usapin ng genome: sa panahon ng isang kritikal na hakbang sa pagpapahayag ng gene na tinatawag na RNA splicing, tanging ang ilang mga piraso (exon) ng RNA na na-transcribe mula sa DNA ay pinagsama-sama upang maging ang huling messenger na RNA, samantalang ang natitirang mga sequence ng RNA (introns) sa pagitan ng mga exon ay masisira.
Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang mga intron na may mga NRE ay hindi pinaghiwa-hiwalay, ngunit pinamamahalaang upang turuan ang paggawa ng iba't ibang mga paulit-ulit na protina na nakakapinsala sa mga selula ng nerbiyos. Ang isang kilalang halimbawa ay isang intron NRE sa loob ng isang gene na tinatawag na C9orf72, na siyang pinakakaraniwang genetic na sanhi ng amyotrophic lateral sclerosis (ALS, o Lou Gehrig's disease) at frontotemporal dementia (FTD). Sa kanyang pananaliksik, umaasa si Dr. Guo na matuklasan kung paano sinisira ng intron NRE na ito ang RNA splicing at nagiging sanhi ng paggawa ng mga nakakalason na paulit-ulit na protina.
Susubukan muna ni Guo at ng kanyang koponan ang iba't ibang mutasyon ng NRE upang makita kung alin ang makakapagpabago sa pattern ng splicing upang makatakas ang intron sa pagkasira. Ang kanilang pangalawang layunin ay susubok sa hypothesis na ang mga pagbabagong ito sa pattern ng splicing ay kritikal para sa C9orf72 NRE RNA upang mapataas ang pag-export nito mula sa cell nucleus patungo sa cytoplasm at magturo sa paggawa ng mga nakakalason na paulit-ulit na protina. Sa wakas, tutuklasin ng kanilang pananaliksik ang posibilidad na ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga paraan kung saan pinag-uugnay ng bawat cell ang mga RNA nito ay maaaring magpaliwanag kung bakit ang ilang uri ng nerve cell gaya ng mga motor neuron ay mas mahina sa ALS.
Juliet K. Knowles, MD, PhD, Assistant Professor ng Neurology, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA
Neuron-to-OPC synapses sa adaptive at maladaptive myelination
Sa kanyang tungkulin bilang isang pediatric clinician na nagdadalubhasa sa epilepsy, nakikita mismo ni Dr. Knowles kung paano nararanasan ang neurological disorder na ito (talagang isang koleksyon ng ilang magkakaugnay ngunit natatanging mga sakit) at kung paano ito umuunlad. Bilang isang neuroscientist, may pagkakataon siyang tumulong sa pagtuklas kung paano at bakit. Itinutuon ni Knowles at ng kanyang koponan ang kanilang pananaliksik sa papel ng aktibidad ng neuronal sa myelination sa mga pasyente na may pangkalahatang epilepsy, isang karaniwang anyo ng sakit na nailalarawan sa pagkakaroon ng mga seizure at kawalan ng mga seizure.
Ang myelination ay ang proseso kung saan ang mga axon (projections) ng mga neuron ay nakapaloob sa myelin, na nagpapataas ng bilis ng paghahatid ng signal ng axon, at ginagawang mas mahusay ang mga neural network. Ang proseso ay nagsasangkot ng mga oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) na maaaring bumuo sa mga oligodendrocytes, mga cell na gumagawa ng myelin. Sa naunang pananaliksik, natuklasan ni Knowles na ang neural activity ng absence seizure ay nagtataguyod ng myelination ng seizure circuit, na ginagawa itong mas mahusay. Ito ay lumilitaw na humantong sa isang pagtaas sa dalas at kalubhaan ng pag-agaw ng kawalan; nang harangan ni Knowles at ng kanyang koponan ang tugon ng mga OPC sa aktibidad ng neural, hindi nangyari ang myelination na sanhi ng seizure, at hindi umusad ang mga seizure.
Tuklasin na ngayon ng bagong pananaliksik ni Knowles kung paano ito nangyayari at tutukuyin ang mga posibleng diskarte para sa mga panghinaharap na therapy. Ang isang layunin ay magdodokumento ng neuron sa mga OPC synapses sa parehong epileptic at malusog na mga modelo ng mouse. Ang pangalawang layunin ay maghahambing ng neuron-to-OPC synaptic na aktibidad at synaptic gene expression sa malusog o epileptic na mga daga - partikular na tumutuon sa kung paano naiiba ang myelination na itinataguyod ng isang seizure mula sa na-promote ng pag-aaral. Tuklasin ng ikatlong layunin kung paano nakakaapekto ang pagkagambala sa mga post-synaptic na receptor sa oligodendrocytes sa pag-unlad ng epilepsy, hindi lamang sa mga tuntunin ng mga seizure, ngunit kaugnay na mga sintomas tulad ng pagkagambala sa pagtulog at kapansanan sa pag-iisip, na parehong karaniwan sa mga indibidwal na apektado ng epilepsy.
Akhila Rajan, Ph.D., Associate Professor, Basic Sciences Division, Fred Hutchinson Cancer Center, Seattle, WA
Adipocyte-brain mitochondrial signaling at ang mga epekto nito sa paggana ng utak
Ang komunikasyon sa pagitan ng mga organ at utak ay kritikal sa kaligtasan at kalusugan ng isang hayop. Ang mga signal ay nagsasabi sa utak kapag ang katawan ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya, ay nagugutom, o kailangang matulog, kumilos o magsagawa ng hindi mabilang na iba pang mga gawain. Ngunit ang kamakailang pananaliksik ay nagsiwalat na ang komunikasyon ay maaaring magsama ng higit sa mga hormone - ang mga pakete ng materyal ay maaari ding maipasa sa mga selula ng utak. Nakatuon ang pananaliksik ni Dr. Rajan sa mga phenomena ng mga fat cell (adipocytes) na nagpapadala ng mga bit ng mitochondria - ang mga organelle sa loob ng mga cell na bumubuo ng enerhiya, bukod sa iba pang mga tungkulin - sa utak, at kung paano ito nakakaapekto sa paggana ng utak.
Natuklasan ng nakaraang pananaliksik na kapag ang mga mitochondrial bit na ito ay umabot sa utak, ginagawa nitong mas gutom ang modelong fly model na si Rajan, partikular para sa mga pagkaing matataas ang asukal, na nagpo-promote ng cycle ng labis na katabaan at karagdagang pagpapadala ng materyal. Mayroong isang kilalang ugnayan sa pagitan ng labis na katabaan at isang hanay ng mga neurological disorder, kabilang ang mga karamdaman sa pagtulog at pagbaba ng cognitive, at ang bagong pananaliksik na ito ay umaasa na magbigay ng liwanag sa mga link na ito at potensyal na matukoy ang mga target para sa hinaharap na mga therapy.
Sa pakikipagtulungan sa modelo ng langaw, nilalayon ni Rajan at ng kanyang koponan na tukuyin kung gaano ka eksakto ang mga piraso ng mitochondria na ito ay nakakakuha ng access sa mga neuron sa utak nang hindi napapasama; ano ang mangyayari kapag ang mga piraso ng fat cell mitochondria na ito ay sumasama sa neuronal mitochondria, partikular kung paano nito binabago ang pag-uugali ng isang hayop sa mga tuntunin ng pagtulog at pagpapakain; at kung ano ang epekto ng prosesong ito sa kalusugan ng neuronal sa pangkalahatan. Sasamantalahin ng pananaliksik ang napakatumpak na genetic manipulations kung saan ang lab ni Rajan ay nangunguna, may kinalaman sa mga cross-disciplinary insight na ibinigay ng mga miyembro ng lab team, at gumamit ng mga advanced na insect physiology chamber na nagpapahintulot sa team na magdokumento ng pagpapakain at mga pagbabago sa pag-uugali sa antas na hindi available sa mga nakaraang henerasyon ng mga mananaliksik.
Humsa Venkatesh, Ph.D., Assistant Professor ng Neurology, Brigham at Women's Hospital at Harvard Medical School, Boston, MA
Ang neurobiology ng glioma: Pag-unawa sa malignant neural circuits na nagtuturo sa paglaki ng tumor
Ang mga kanser, kabilang ang mga tumor sa utak, ay tradisyonal na pinag-aralan sa antas ng cellular o molekular. Tinutugunan ng mga mananaliksik ang mga tanong tulad ng kung anong subpopulasyon ng mga cell ang nasasangkot, paano sila nagmu-mutate, at ano ang maaari nating gawin sa mga malignant na cell na iyon upang huminto ang mga ito sa pagkopya? Si Dr. Venkatesh ay interesado sa pagtingin sa kung paano ang nervous system ay kasangkot din sa pag-unlad ng kanser at natuklasan na na ang mga neuron ay bumubuo ng mga synaptic na koneksyon sa mga selula ng kanser.
Pinag-aaralan ni Venkatesh at ng kanyang lab ang parehong pangunahin at pangalawang tumor sa utak ngunit may katibayan na ang mga natuklasang ito ay nalalapat sa mga kanser sa ibang bahagi ng katawan. Ang pananaw na ang mga tumor ay nakikipag-ugnayan sa mga neuron, at hindi lamang pinapatay ang mga nerbiyos tulad ng dati nang naisip, ay nagbukas ng maraming posibilidad. Ang mga malignant na paglaki na ito ay kumukuha ng mga senyales mula sa nervous system na nilalayon na magpasa ng impormasyon sa ibang mga selula at sa halip ay muling binibigyang kahulugan ang mga ito upang turuan ang kanser na lumaki. Ngayon, matutuklasan ng mga mananaliksik kung paano gamitin ang sistema ng nerbiyos upang makatulong na gamutin o pamahalaan ang malignant na sakit na ito. Sa isang kapana-panabik na pag-unlad, ang nakaraang trabaho ni Venkatesh sa espasyong ito ay humantong na sa mga klinikal na pagsubok na muling ginagamit ang mga umiiral na gamot na nagta-target sa nervous system at inilalapat ang mga ito sa paggamot sa kanser.
Ang bagong pananaliksik na ito ay nagpapatuloy pa sa pag-unawa sa mga mekanismong namamahala sa pag-unlad ng glioma na hinihimok ng aktibidad ng neural circuit. Gamit ang mga advanced na neuroscience na teknolohiya at mga linya ng cell na nagmula sa pasyente, magagawa ni Venkatesh na baguhin at pag-aralan ang mga malignant na neural network, na sumasaklaw sa parehong mga neuron at tumor cells, na nakakaimpluwensya sa paglaki ng cancer. Ang pag-unawa sa mekanismong ito na umaasa sa aktibidad at kung paano ito ma-target nang hindi nakakaabala sa malusog na pag-andar ng neuronal ay maaaring magbukas ng mga bagong larangan ng pananaliksik sa kanser at mga nobelang therapeutic na pagkakataon.
