2024 年脑部疾病神经生物学奖

麦克奈特神经科学捐赠基金已选定四个项目，获得 2024 年脑部疾病神经生物学奖。该奖项将为脑部疾病生物学研究提供总计 $120 万美元的资助，每个项目在未来三年内每年可获得 $100,000 美元，每个项目总计可获得 $300,000 美元的资助。

脑部疾病的神经生物学（NBD）奖支持正在研究神经和精神疾病的美国科学家的创新研究。该奖项鼓励基础神经科学和临床神经科学之间的合作，将有关大脑和神经系统的实验室发现转化为诊断和疗法，以改善人类健康。

另一个令人感兴趣的领域是环境对大脑疾病的影响。生命早期的环境压力是后来神经和精神疾病的强大诱发因素。研究表明，有色人种社区面临这些压力源的风险更高，这些压力源的范围从环境（例如气候、营养、接触化学品、污染）到社会（例如家庭、教育、住房、贫困）。从临床角度来看，了解环境因素如何导致脑部疾病对于开发有效的治疗方法至关重要。

“从拓展我们对脑部疾病发展过程的理解到探索脑部疾病的新疗法，今年获奖的研究人员在神经系统疾病的神经学研究中取得了重大突破，”颁奖委员会主席、劳里和史蒂文·C·戈登神经科学系主任、加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院神经学和药理学教授郭明博士说道。“他们正在研究恶性脑肿瘤、帕金森病和阿尔茨海默病等毁灭性和改变生活的疾病的根源，他们提出的先进理念可能会为大脑的运作方式带来新的见解，并有可能在未来找到目前无法治愈的神经系统疾病的治疗方法。”

该奖项的灵感源自威廉·L·麦克奈特 (William L. McKnight) 的兴趣，他于 1953 年创立了麦克奈特基金会 (McKnight Foundation)，希望支持脑部疾病研究。他的女儿弗吉尼亚·麦克奈特·宾格 (Virginia McKnight Binger) 和麦克奈特基金会董事会于 1977 年为纪念他设立了麦克奈特神经科学项目。

每年都会颁发多个奖项。今年的四个奖项是：

今年共收到 134 封意向书，竞争十分激烈。一个由杰出科学家组成的委员会审查了这些信件，并邀请少数研究人员提交完整的提案。除了 Guo 博士，委员会成员还包括匹兹堡大学医学院的 Susanne Ahmari 医学博士、麻省理工学院的 Gloria Choi 博士、纽约大学的 André Fenton 博士、加州大学圣地亚哥分校的 Joseph G. Gleeson 医学博士、贝勒医学院的 Tom Lloyd 医学博士、博士和哥伦比亚大学的 Michael Shadlen 医学博士、博士。

2025 年奖项的意向书申请将于 2024 年 7 月 30 日开放。

关于McKnight神经科学基金会

McKnight神经科学基金会是一个独立的组织，由明尼苏达州明尼阿波利斯麦克奈特基金会资助，由来自全国各地的着名神经科学家组成的董事会领导。 McKnight基金会自1977年以来一直支持神经科学研究。该基金会于1986年成立了捐赠基金，以实现创始人William L. McKnight（1887-1978）的意图，该公司是3M公司的早期领导者之一。

除了脑疾病神经生物学奖之外，该捐赠基金还通过麦克奈特学者奖提供年度奖励，支持处于研究生涯早期的神经科学家。

脑疾病神经生物学奖

Aparna Bhaduri 博士，生物化学助理教授，联合首席研究员 Kunal Patel，医学博士，加州大学洛杉矶分校神经外科

描述背景：微环境在塑造人类胶质母细胞瘤中的作用：

几十年来，胶质母细胞瘤（一种原发性脑癌）患者的预后几乎没有变化。一个挑战是，人们对胶质母细胞瘤的发展和扩散机制知之甚少。小鼠模型只能告诉研究人员这么多，而对从脑中切除的肿瘤的研究并不能显示它是如何生长的。

Bhaduri 博士的实验室研究大脑如何发育，以及某些细胞类型如何在脑癌的情况下重新激活，模拟大脑发育阶段，但被肿瘤所利用。Bhaduri 的实验室与专门从事胶质母细胞瘤手术的神经外科医生 Patel 博士合作，采用新方法创建系统，使用由干细胞系开发的类器官，紧密模拟人类大脑环境，然后植入、培养和研究 Patel 从手术患者身上收集的肿瘤样本。Patel 已经开发出可视化肿瘤的方法，使他能够去除一些与周围脑物质接触的外周细胞，这对研究特别有意义。

Bhaduri 的团队将探索胶质母细胞瘤细胞类型的谱系关系——它们如何随着肿瘤生长而变化，以及不同细胞的作用，无论是在肿瘤的核心、外围还是任何部分——并观察肿瘤细胞如何与周围的正常细胞相互作用。了解发育与胶质母细胞瘤之间的这种联系，以及肿瘤如何与其环境相互作用，可能会揭示破坏它的方法。

Aryn Gittis 博士，宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学生物科学系教授

研究支持多巴胺耗竭小鼠长期恢复运动的回路和机制

了解神经回路如何控制人类的运动，以及如何在受伤或损伤后重新训练这些回路，是 Gittis 博士实验室的核心重点。她的新研究探索了如何利用大脑的可塑性来帮助改善多巴胺耗竭的影响（多巴胺耗竭是帕金森病的一个关键特征），并使用电脉冲来改善更长时间的运动功能。

深部脑刺激是一种将电线植入大脑，释放恒定的非特异性电荷的方法，这种方法已获批准并用于缓解帕金森病的症状一段时间。然而，它只能缓解症状，当电荷关闭时，症状会立即复发。吉蒂斯的实验室旨在准确找到运动恢复所需的神经通路，如何“调节”电脉冲以仅影响这些亚群，以及如何刺激这些亚群进行自我修复，从而提供更持久的症状缓解，即使没有持续刺激。

初步研究结果显示，该研究前景光明：吉蒂斯及其团队利用多巴胺耗竭的小鼠模型，确定了缓解症状所必需的脑干神经元的特定亚群。令人兴奋的是，当用精心调节的电流脉冲（而不是恒定电流）刺激时，细胞的活动会发生改变，从而导致数小时的活动能力提高，而无需进一步刺激。她的研究旨在确定这些活动变化是否可以更持久地开始愈合和重新连接神经回路。

Thanh Hoang 博士， 密歇根大学密歇根神经科学研究所眼科系、细胞与发育生物学系助理教授，密歇根州安娜堡

将星形胶质细胞在体内重编程为神经元以治疗帕金森病

中枢神经系统 (CNS) 的神经元对于协调身体功能至关重要，但它们极易受到伤害。一旦受损，其影响可能是不可逆的，因为神经元无法自然修复或自我替换。在帕金森病中，多巴胺能神经元丧失了功能，导致大脑中的多巴胺耗尽。目前的治疗侧重于缓解症状，例如改善运动控制。黄博士在他的研究中采用了不同的方法：寻找将大脑中的内源性神经胶质细胞重新编程为新神经元的方法，恢复大脑功能。

Hoang 的实验室已经利用视网膜神经元证实了这一概念。使用小鼠模型，Hoang 确定了视网膜神经胶质细胞中起抑制作用的基因，阻止细胞转化为神经元。这四个基因同时丧失功能导致这些神经胶质细胞几乎完全转化为视网膜神经元。他的研究旨在确定同样的原理是否可以应用于星形胶质细胞，星形胶质细胞是中枢神经系统中最丰富的神经胶质细胞类型，与他实验室之前研究的视网膜神经胶质细胞非常相似。

在他的新研究中，Hoang 旨在实现治疗应用。他正在努力完善一种体内过程，通过腺相关病毒 (AAV) 载体抑制星形胶质细胞中的抑制因子。他的研究将首先确定该过程产生的神经元类型（似乎会产生多种类型），然后寻求确定哪些因素是促进多巴胺能神经元发育和成熟所必需的。这项工作有望推动细胞重编程科学的发展，对帕金森病以外的许多神经系统疾病都有影响。

Jason Shepherd 博士 犹他州盐湖城犹他大学斯宾塞·福克斯·埃克尔斯医学院教授

阿尔茨海默病中的 Tau 病毒样细胞间传播

多年的研究极大地拓展了我们对阿尔茨海默病（一种以认知能力下降为特征的疾病）的了解，但关于其病因以及病理如何在大脑中传播，仍有许多问题有待研究。Shepherd 博士和他的实验室专注于研究 tau 的作用，tau 是一种存在于脑细胞中的蛋白质，会随着年龄的增长而发生错误折叠和缠结。错误折叠的 tau 数量与阿尔茨海默病的认知能力下降之间存在很强的相关性。为了保护细胞，错误折叠的 tau 需要在积累到毒性水平并导致细胞死亡之前被排出。然而，从细胞中释放出的错误折叠的 tau 会将 tau 病理传播到其他细胞和整个大脑。

tau 究竟是如何从细胞中释放出来的尚不清楚，但这可能是“裸露”的蛋白质，也可能被包裹在膜包裹的细胞外囊泡 (EV) 中。Shepherd 的团队正在探索第二种可能性，此前该实验室有一项新发现：Arc 是一种对突触可塑性和记忆巩固至关重要的神经元基因，它可能是从一个古老的逆转录病毒样元素进化而来的，并保留了形成 EV 的能力，即通过制造病毒样衣壳来包装物质并将其发送到附近的细胞。Arc 与 Tau 结合，因此 Arc EV 也可能传播错误折叠的 Tau，从而导致阿尔茨海默病的进展。

在这项新研究中，Shepherd 及其团队旨在了解 EV 中 tau 释放的分子机制、Arc 在 tau 病理学中的作用以及 Arc 依赖性机制如何促进 tau 扩散。了解这些机制最终可能会带来减少错误折叠 tau 扩散的疗法，从而改变阿尔茨海默病的病理轨迹。